WO2017111530A1 - 미세하고 균일한 도금 조직을 갖는 도금 강판 및 도금강판 제조 방법 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a plated steel sheet, and more particularly, to a plated steel sheet and a method of manufacturing a plated steel sheet of good quality having a fine and uniform plating structure produced by rapid cooling.
  • the technique of providing corrosion resistance is widely performed by plating a zinc type metal or a metal alloy on the surface of a steel plate.
  • the coated steel sheet is increasingly used for exterior construction materials such as home appliances, automobiles, shipbuilding, etc., which require beautiful surface management.
  • Continuous Galvanizing Line is a facility for producing galvanized steel by attaching molten zinc to the surface of steel sheet.
  • the steel sheet is plated in a plating port containing molten zinc while going through a sink roll disposed in the plating port.
  • Molten zinc is attached to the steel plate through the sink roll is turned to the top of the plating port.
  • the steel sheet drawn out of the galvanizing port is then made into a plated steel sheet through a process of adjusting the coating amount on the surface of the steel sheet and then cooling the plating layer.
  • the present invention provides a plated steel sheet and a plated steel sheet manufacturing method of fine and uniform fine quality.
  • the plated steel sheet of the present embodiment may include a Zn-based plating layer formed by hot pressing after hot dip plating on the steel sheet, and the Zn-based plating layer may include a Zn single phase structure having an average particle size of 5 ⁇ m or less.
  • the sequin size of the plating layer may be 300 to 500 ⁇ m.
  • the plating layer may further include an Mg component, and may include an MgZn 2 phase in the plating layer.
  • the ratio (112) / 201 of the MgZn2 phase may be formed to be 0.6 or more.
  • the plating layer may be a Zn-Al-Mg alloy plating layer further comprising an Al component.
  • the fraction of Zn single phase of the present embodiment may be 15 to 40 area%.
  • the Zn single phase distribution in the plating layer of the present embodiment may be uniform with respect to the plating layer thickness direction.
  • the Zn single phase distribution B / A in the plating layer may be formed under a condition of 0.5 to 1.0.
  • A is the total Zn single phase fraction with respect to the plating layer thickness direction
  • B is the Zn single phase fraction in the plating layer outer surface layer part.
  • the plating layer of the present embodiment may have a thickness of 5 to 50 ⁇ m.
  • the plating layer of the present embodiment may have a contact pressure cooling pattern on the surface.
  • the contact pressure cooling pattern may be in the form of a woven cloth, a net form, or an irregularly entangled line.
  • the pattern of the surface of the plating layer of the present embodiment may be formed by transferring the surface pattern of the cooling belt that is pressed tightly to the steel plate surface plating layer to apply cold air.
  • the plating step of plating the steel sheet may include a cooling step of quenching the steel sheet at a cooling rate of 20 ° C / sec or more.
  • the plated steel sheet manufacturing method of the present embodiment includes a plating step of plating the steel plate, an adjusting step of adjusting the plating adhesion amount of the steel plate, and a cooling step of cooling the steel plate, wherein the adjusting step is plated by a knife contacting the plating layer on the surface of the steel plate.
  • the step of adjusting the amount of adhesion primarily, and supplying a cryogenic liquid containing liquid nitrogen or liquid helium to the knife may include cooling the knife.
  • the plated steel sheet manufacturing method of the present embodiment includes a plating step of plating a steel sheet, an adjusting step of adjusting the plating adhesion amount of the steel sheet, and a cooling step of cooling the steel sheet, wherein the cooling step comprises a steel sheet with a cooling body contacting the plating layer on the surface of the steel sheet Cooling the steel sheet by applying cold air, and supplying a cryogenic liquid including liquid nitrogen or liquid helium to the cooling body, and cooling the cooling body.
  • the plated steel sheet manufacturing method of the present embodiment includes a plating step of plating the steel plate, an adjusting step of adjusting the plating adhesion amount of the steel plate, and a cooling step of cooling the steel plate, wherein the adjusting step is plated by a knife contacting the plating layer on the surface of the steel plate. Adjusting the deposition amount first, and supplying the cryogenic liquid containing liquid nitrogen or liquid helium to the knife to cool the knife, wherein the cooling step is performed on the steel sheet by a cooling body in contact with the plating layer on the surface of the steel sheet. Cooling the steel sheet by applying cold air, and supplying a cryogenic liquid including liquid nitrogen or liquid helium to the cooling body to cool the cooling body.
  • the adjusting step includes the steps of: cooling the steel sheet while secondly adjusting the plating adhesion amount with the chill roll which is in close contact with the plating layer on the surface of the steel sheet, and supplying the cryogenic liquid containing liquid nitrogen or liquid helium to the chill roll to cool the chill roll. It may further include.
  • the adjusting step may further include detecting a contact load of the knife or chill roll on the steel sheet, and controlling the pressing force of the knife or chill roll on the steel sheet according to the detected contact load.
  • the cooling step may further include detecting a contact load of the cooling body against the steel sheet, and controlling a pressing force of the cooling body against the steel sheet according to the detected contact load.
  • the adjusting step and the cooling step may be a structure that gradually reduces the thickness of the plated layer of the steel sheet along the moving direction of the steel sheet.
  • the tip portion of the knife can be maintained at a temperature of -250 to 5 °C.
  • the chillol may be maintained at a temperature of -250 to 5 °C.
  • the cooling body may be maintained at a temperature of -250 to 5 °C.
  • the plated steel sheet may be manufactured by quenching to a temperature of 250 ° C. or less at a cooling rate of 20 ° C./sec or more.
  • the method may further include using the discharge gas by the liquid nitrogen used in the adjusting or cooling step as a reducing gas in the blast furnace or as a gas for maintaining the atmosphere of the cooling process.
  • the method may further include transferring the pattern formed on the surface of the cooling body to the plating layer to form a pattern on the surface of the plating layer.
  • the plated steel sheet according to the present embodiment as described above has almost no surface defects, and has a single-phase structure of 5 ⁇ m or less and a uniform plating structure.
  • the plated steel sheet of the present embodiment is more precisely controlled plating deposition amount is very small plating variation and plating layer structure deviation.
  • the plated steel sheet of the present embodiment is less surface defects and can be obtained very excellent quality in corrosion resistance and crack resistance.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a hot dip galvanizing apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a knife structure of the hot dip galvanizing apparatus according to the present embodiment.
  • FIG 3 is a schematic view showing another embodiment of a knife of the hot dip galvanizing apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a contact load control structure for the steel sheet of the knife according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic view showing various embodiments of the tip structure of the knife and the arrangement structure with respect to the steel sheet according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the structure of a chill roll of a hot dip galvanizing apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 7 to 8 are schematic views showing the structure of the cooling unit of the oil galvanizing apparatus according to the present embodiment.
  • 9 and 10 are electron micrographs showing the surface plating layer structure of the plated steel sheet prepared according to the present embodiment in comparison with the prior art.
  • 11 is an electron micrograph showing a cross-sectional structure of the plating layer when the cooling rate is increased for the Comparative Example.
  • FIG. 12 is a diagram showing the plated layer characteristics of the plated steel sheet prepared according to the present embodiment in comparison with the conventional.
  • FIG. 13 is a view illustrating a change in plating layer crystal structure of the comparative examples and the examples of FIG. 12 according to the present embodiment using an X-ray diffractometer.
  • FIG. 14 and 15 are electron micrographs showing the cross-sectional structure of the plating layer for the comparative examples and embodiments of FIG. 11 according to the present embodiment.
  • 16 is a view showing the results of the corrosion resistance test results for the coated steel sheet according to the present embodiment.
  • FIG 17 illustrates a plated steel sheet having a pattern formed on the surface of the plating layer according to the present embodiment.
  • This embodiment describes as an example a hot dip galvanizing apparatus for plating a zinc-based metal or a metal alloy onto a steel sheet surface with a plating apparatus.
  • the present plating apparatus is not limited to the plating of zinc-based metals or metal alloys, and is applicable to both hot dip plating apparatuses for various metals.
  • FIG. 1 schematically shows a hot dip galvanizing apparatus according to the present embodiment.
  • the plating apparatus of the present embodiment is a plating bath 10 for hot-dip steel plate (P), the steel plate is disposed on one side or both sides of the steel plate at the rear end of the plating bath 10 along the steel plate traveling direction Wiping part for controlling the plating deposition of the, and the cooling unit for cooling the steel sheet is disposed on one side or both sides of the steel plate at the rear end of the wiping portion along the steel plate traveling direction.
  • P hot-dip steel plate
  • the steel sheet P guided to the plating bath 10 is immersed in the molten metal while passing through a sink roll 12 disposed in the plating bath 10 to perform a hot dip plating process.
  • the steel sheet P is moved in the direction of movement by the sink roll 12 to move above the plating bath 10.
  • the steel plate P whose surface is plated by the molten metal in the plating bath 10 is drawn out to the upper portion of the plating bath 10.
  • the steel sheet is made of a plated steel sheet via a wiping portion and a cooling portion that are sequentially disposed along a traveling direction.
  • the steel sheet quenched through the cooling section proceeds to the process via the tension roll (14).
  • the wiping part is in direct contact with the plating layer attached to the surface of the steel sheet to have a structure for adjusting the plating adhesion amount.
  • the wiping unit 20 contacts the plating layer on the surface of the steel sheet P to control the coating amount, and supplies the cryogenic liquid including liquid nitrogen or liquid helium to the knife 20 to supply the knife 20. It may include a refrigerant supply unit 50 for cooling).
  • the coolant supply unit 50 cools the knife 20 to a cryogenic liquid, thereby lowering the temperature of the knife 20 so that the plating solution is fused to the knife 20 even when the knife 20 is in direct contact with the hot plating layer. Can be prevented.
  • the cooling unit is configured to cool the steel sheet by directly contacting the plating layer on the surface of the steel sheet.
  • the cooling unit is in contact with the plating layer on the surface of the steel sheet at least one cooling body 60 for cooling the plating layer, and supplying a cryogenic liquid containing liquid nitrogen or liquid helium to the cooling body (60) 60 may include a refrigerant supply unit 50 for cooling.
  • the cooling unit cools the cooling body 60 to a cryogenic liquid, thereby lowering the temperature of the cooling body 60 so that the plating solution is fused to the cooling body 60 even when the cooling body 60 is in direct contact with the hot plating layer. Can be prevented.
  • the refrigerant supply unit 50 is for supplying cryogenic liquid to the knife 20 or the cooling body 60, for example, a tank containing cryogenic liquid, a supply line for transporting cryogenic liquid, a supply installed on a supply line It may include a pump.
  • the refrigerant supply unit 50 is applicable to all of the structural surface to supply the cryogenic liquid can be variously modified.
  • cryogenic liquid used in the refrigerant supply unit 50 various liquids such as liquid argon may be used in addition to liquid nitrogen and liquid helium.
  • liquid nitrogen can be more economical.
  • the knife 20 and the cooling body 60 cooled by using the cryogenic liquid directly contact the steel sheet P to control and rapidly cool the plating amount of the steel sheet, thereby precisely adjusting the plating adhesion amount of the plated steel sheet through this embodiment. It can control and can raise the cooling rate of a plated steel plate to 20 degree-C / sec or more. Therefore, it is possible to significantly shorten the equipment line length for cooling the steel sheet and increase the product production speed.
  • the cryogenic liquid supplied to the knife 20 or the cooling body 60 through the coolant supply unit 50 may be gasified by heat exchange with the plating layer while passing through the knife 20 or the cooling body 60.
  • the gas discharged from the knife 20 or the cooling body 60 may be recycled by using a reducing gas in a heat treatment furnace of a steelmaking process or a gas for maintaining a non-oxidizing atmosphere in a cooling process through an appropriate filtration device. .
  • FIG. 2 illustrates a specific structure of the knife according to the present embodiment.
  • the knife 20 is disposed opposite to both sides of the steel sheet to adjust the deposition amount of the plating liquid on both sides of the steel sheet (P).
  • Knife 20 disposed on both sides of the steel sheet (P) is made of the same structure, the following description will be described by way of example only the knife 20 for one surface of the steel sheet.
  • the knife 20 extends in the width direction of the steel plate P and has a body 22 in which a cryogenic liquid is gentle, and is installed at the tip of the body 22 and in contact with a plating layer of the steel plate.
  • a cryogenic liquid is gentle
  • the body 22 and the tip part 24 may be made of a metal, ceramic, or ceramic coated metal material having excellent cryogenic durability so that it can be stably used for a long time in a cryogenic environment due to the use of liquid nitrogen. have.
  • the body 22 has a flow path 26 formed therein so that cryogenic liquid passes therethrough.
  • the refrigerant supply unit 50 connected to the body 22 circulates and supplies the cryogenic liquid through the flow path 26.
  • the flow path 26 extends to the tip where the tip 24 is positioned to sufficiently cool the tip 24 installed at the tip of the body 22, so that the cryogenic liquid can contact the tip 24.
  • the tip part 24 may be detachably installed with respect to the body 22.
  • the tip portion 24 keeps in contact with the hot plating layer and wears out. Accordingly, the tip portion 24 that is consumable can be replaced to replace the tip portion 24 in the body 22 when worn, so that the knife 20 can be continuously used.
  • the tip portion 24 may have a structure that is pointed toward the tip for more precise plating deposition control.
  • the cryogenic liquid supplied to the body 22 is circulated along the flow path 26 to cool the tip 24, thereby keeping the tip 24 at a low temperature. Accordingly, the tip part 24 may first control the plating adhesion layer more accurately while preventing the plating solution from being attached to the tip part 24 in the state in contact with the plating layer.
  • Knife according to the embodiment of Figure 3 has a structure having a plurality of tips to be used immediately to replace the tip portion.
  • the knife 21 of the present embodiment extends in the width direction of the steel sheet and is rotatably installed therein and a space along the circumferential direction on the outer circumferential surface of the rotating body 23 and the outer surface of the rotating body 23 circulating cryogenic liquid.
  • the tip part 24 which is installed in contact with the plated layer on the surface of the steel sheet P and controls the plating amount, and is connected to the rotating body 23 to rotate the rotating body 23 so that the one side tip part 24 faces the steel plate surface. It may include a rotation driving unit to be disposed.
  • the tip part 24 is immediately moved by rotating the rotating body 23 to separate the tip part 24 in use from the steel plate and moving the other tip part 24 in the air toward the steel plate. It can be replaced.
  • four tip parts 24 may be disposed at an angle of 90 degrees along the outer circumferential surface of the rotating body 23. As a result, the rotating body 23 is rotated at an angle of 90 degrees to move each tip portion 24 toward the steel plate surface.
  • the number of installation of the tip portion 24 can be variously modified.
  • the rotating body 23 may have a cylindrical shape.
  • the rotating body 23 is not limited to a cylindrical shape, for example, may have a structure in which the above-mentioned body 22 is continuously disposed at an angle along the outer circumferential surface of the rotating shaft. Both ends of the rotating body 23 may be rotatably supported by a separate support (not shown) on the installation.
  • the rotating body 23 may also be made of metal, ceramic, or ceramic coated metal having excellent cryogenic durability so that it can be stably used for a long time in a cryogenic environment due to the use of liquid nitrogen.
  • the rotating body 23 is formed with a flow path (not shown) so that the cryogenic liquid passes therein.
  • the flow path formed inside the rotating body 23 may be connected to the refrigerant supply unit 50 through both ends of the rotating shaft of the rotating body 23.
  • the cryogenic liquid supplied from the coolant supply unit 50 is circulated and supplied to the flow path inside the rotor 23 through the tip of the rotor 23.
  • the flow path is formed to extend to the surface on which the tip portion 24 is located to sufficiently cool the tip portion 24 installed on the outer circumferential surface of the rotating body 23 to allow the cryogenic liquid to contact the tip portion 24.
  • a tip portion 24 is installed along the axial direction on the surface of the rotating body 23.
  • the tip part 24 may be detachably installed on the surface of the rotating body 23.
  • the rotation driving unit is applicable to all of the structural surface to rotate the rotating body 23 by a predetermined angle.
  • the rotating shaft may include a step motor 27 connected to the rotating body 23 and the driving belt 25 to transmit power.
  • the step motor 27 is rotated by a predetermined amount, power is transmitted to the rotating body 23 through the driving belt 25 so that the rotating body 23 is rotated by the disposition interval of the tip portion 24.
  • the new tip portion 24 provided on the rotor 23 surface in the air moves toward the steel sheet and contacts the plating layer on the steel sheet surface.
  • the tip portion 24 that is worn or abnormal according to the rotation of the rotor 23 is spaced outward from the steel plate surface is moved to the standby position.
  • the worn tip 24 is processed through a replacement or surface polishing operation in the standby position.
  • the time required for replacing the tip portion 24 can be reduced and the work can be continuously performed.
  • the knives 20 and 21 may circulate the cryogenic liquid therein to cool the tip portion 24 to -250 to 5 ° C.
  • the temperature of the tip part 24 is higher than 5 ° C., a problem arises in that the hot plating solution is attached to the tip part 24.
  • the temperature of the tip portion 24 is lower than ⁇ 250 ° C., low temperature brittle fracture of the tip portion 24 occurs.
  • the knife 20, 21 is moved relative to the steel plate to precisely control the amount of plating adhesion by the tip portion (24).
  • the wiping part is provided in the knife 20 to detect a contact load of the tip part 24 against the steel plate P.
  • the load sensor 30 and the control unit 32 for controlling the pressing force of the tip portion 24 with respect to the steel sheet by moving the knife 20 with respect to the steel sheet in accordance with the detection signal of the load sensor 30 have.
  • the gap between the tip portion 24 and the steel sheet P is changed to control the plating adhesion amount of the steel sheet.
  • the interval between the tip portion 24 and the steel sheet P can be confirmed through the contact load of the tip portion detected through the load sensor 30.
  • the tip portion 24 deeply enters the plating layer of the steel sheet, and the contact load increases as the amount of contact with the plating solution increases, whereas the tip portion 24 becomes the steel sheet P.
  • spaced apart from decreases the contact load with the plating solution.
  • the controller 32 controls the plating amount by calculating the detection value of the load sensor 30 by moving the knife 20 with respect to the steel plate P according to the plating amount set primarily.
  • Movement of the knife 20 relative to the steel sheet may be made through, for example, a driving unit 34 such as a driving cylinder coupled to the knife 20.
  • the drive unit 34 may be used a variety of power sources such as a drive cylinder or a motor, it is possible to apply both of the structural surface to move the knife 20 in a straight line with respect to the steel sheet.
  • control unit 32 may detect the change in the measured value of the load sensor 30, and determine whether there is a device abnormality. When determining the abnormality of the device, it is possible to immediately take the necessary measures, such as replacing the tip portion 24 in the knife 20.
  • FIG 5 illustrates the shape of the tip portion of the knife with respect to the steel plate and the arrangement of the tip portion with respect to the steel plate.
  • the tip portion 24 installed in the knife 20, 21 may be formed in a variety of structures, such as a straight form, or a bent in the middle to form a V-shape.
  • the body 22 or the rotating body 23 of the knife in which the tip part 24 is installed may also have the same structure as that of the tip part 24.
  • the body 22 of the knife 20 on which the tip portion 24 is installed may also have a V shape having the same shape as the tip portion 24. .
  • the tip portion 24 may be disposed parallel to the steel plate P with respect to the width direction.
  • the tip portion 24 may be disposed to be inclined with respect to the width direction of the steel sheet.
  • the bent portion may be disposed in an inverted V shape or in a V shape so that the bent portion faces the moving direction of the steel plate or faces the moving direction of the steel plate. Can be.
  • the contact load between the plated layer and the tip portion 24 can be reduced to more smoothly control the deposition amount of the plated layer.
  • the wiping portion is disposed in the rear end of the knife 20 along the steel plate traveling direction to more precisely control the plating deposition amount of the steel sheet and to quench the plating layer of the steel sheet 40 It may further include.
  • the chill roll 40 is a roll structure that is disposed in the width direction of the steel sheet and is in close contact with the plating layer. Both ends of the chill roll 40 may be rotatably supported by a separate support (not shown) on the installation.
  • the chill roll 40 may be freely rotatable and may be rotated according to the movement of the steel sheet or may be rotated at a set speed by being connected to a separate driving source.
  • the chill roll 40 may have an average surface roughness of 0.1 to 3 ⁇ m.
  • the chill roll 40 has a structure in which the cryogenic liquid is circulated inside and cooled to a low temperature.
  • the chill roll 40 may be made of a metal, ceramic (ceramic) or a ceramic coated metal material having excellent cryogenic durability so that it can be used for a long time in a cryogenic environment according to the use of liquid nitrogen.
  • a flow path is formed in the chill roll 40 to allow cryogenic liquid to pass.
  • the flow path formed in the chill roll 40 may be connected to the refrigerant supply unit (see 50 of FIG. 1) through both ends of the rotation shaft of the chill roll 40.
  • the cryogenic liquid supplied from the coolant supply unit 50 is circulated and supplied to the flow path inside the chill roll 40 through the tip of the chill roll 40.
  • the surface of the chill roll 40 is maintained at a low temperature by the cryogenic liquid supplied into the chill roll 40.
  • the chill roll 40 prevents the plating solution from adhering to the surface of the chill roll 40 in a state of being in contact with the plating layer of the steel sheet P, and rapidly cools the plating layer.
  • the chill roll 40 is in close contact with the plating layer on the surface of the steel sheet (P) and secondly precisely controls the plating amount of the steel sheet (P) through the knife 20.
  • the chill roll 40 may be in contact with the plating layer to rapidly cool the plating layer through direct heat exchange.
  • the chill roll 40 may circulate the cryogenic liquid therein to cool the temperature to -250 to 5 ° C.
  • the temperature of the chill roll 40 is higher than 5 ° C.
  • the cooling performance and the surface quality improvement efficiency of the plated steel sheet are deteriorated.
  • the chill roll 40 has a temperature lower than ⁇ 250 ° C., low temperature brittle fracture of the chill roll 40 occurs.
  • the plating apparatus of the present embodiment can more precisely control the plating deposition amount through the low-temperature knife 20 and the chill roll 40 in contact with the steel plate plating layer.
  • the chill roll 40 cooled at a low temperature pressurizes the plating layer and rapidly cools the microstructure of the plating layer, thereby effectively reducing the variation in the deposition amount in the width direction.
  • the plating apparatus can quench the steel sheet at a cooling rate of 20 ° C / sec.
  • the chill roll 40 is cooled while pressing the plating layer under a predetermined pressure, it is possible to improve the plating performance of the non-plating steel type.
  • the sink roll 12 and the chill roll 40 of the plating bath 10 are interlocked to support the steel sheet P so that the steel sheet passes through the contact knife 20 in the width direction. Bending does not occur at all. That is, the steel sheet passes through the sink roll 12 and the chill roll 40 at the front end and the rear end of the knife 20 in the steel plate moving direction, respectively. Thus, the steel sheet P passes through the knife 20 without the occurrence of the bending phenomenon in the flattened state by the sink roll 12 and the chill roll 40.
  • the plating adhesion amount deviation in the width direction occurs, and plating surface defects such as comb defects due to side over plating occur.
  • plating surface defects frequently occur due to the bending of the steel sheet, but in the present embodiment, by preventing bending of the steel sheet, it is possible to manufacture a coated steel sheet having almost no plating deposition amount and plating layer structure deviation in the width direction. .
  • the wiping part of the present embodiment is provided on the chill roll 40 like a knife for precise control of the plating adhesion amount by the chill roll 40 and detects a contact load of the chill roll 40 against the steel sheet.
  • a control unit 32 for controlling the pressing force of the chill roll 40 against the steel sheet by moving the chill roll 40 with respect to the steel sheet by operating the driving unit 34 according to the detection signal of the load sensor.
  • the gap between the chill roll 40 and the steel sheet is changed to precisely control the plating adhesion amount of the steel sheet.
  • the structure of the load sensor and the control unit for the chill roll 40 is the same as that of the load sensor 30 and the control unit 32 and the drive unit 34 for the knife 20 mentioned above, and the same reference numerals are used, and the structure thereof. And the action refers to the description of the load sensor 30 and the control unit 32 for the knife 20, the detailed description thereof will be omitted.
  • the control unit 32 may calculate the detection value of the load sensor 30 to move the chill roll 40 with respect to the steel sheet to press the plating layer, thereby more precisely controlling the amount of plating.
  • the plating layer is pressed by the chill roll and quenched at a cooling rate of 20 ° C./sec or more, it is possible to obtain a plating layer having a finer structure while minimizing the variation in the width direction plating amount.
  • the wiping unit is configured to remove contaminants on the surface of the chill roll 40 in case the surface of the chill roll 40 is contaminated.
  • the wiping unit may further include a scraper 44 in contact with the chill roll 40 to remove contaminants attached to the surface of the chill roll 40.
  • the scraper 44 may be installed to extend in the axial direction of the chill roll 40 to contact the surface of the chill roll 40. As a result, as the chill roll 40 is rotated, contaminants attached to the chill roll 40 surface are caught by the scraper 44 and removed from the chill roll 40 surface.
  • the plated coating amount is precisely adjusted through the wiping part and the steel plate having quenching is rapidly cooled to a temperature below a predetermined temperature while passing through a cooling part disposed at the rear end of the wiping part.
  • the steel plate is precisely controlled while the plated layer thickness is passed through the cooling unit.
  • FIG 7 and 8 illustrate the structure of the cooling unit according to the present embodiment.
  • the cooling unit adheres to the plating layer on the surface of the steel sheet to supply at least one cooling body 60 to cool the plating layer, and to supply the cryogenic liquid including liquid nitrogen or liquid helium to the cooling body 60 to supply the cooling body 60. It may include a refrigerant supply unit 50 for cooling.
  • the cooling body 60 may include a cooling roll 62 extending in the width direction of the steel sheet and having a cryogenic liquid circulated therein and pressurized to the plating layer on the surface of the steel sheet P to apply cold air.
  • the cooling rolls 62 may have a structure in which a plurality of cooling rolls 62 are arranged in multiple stages at intervals along a traveling direction of the steel sheet.
  • the cooling roll 62 is a roll structure that is disposed in the width direction of the steel sheet similarly to the chill roll 40. Both ends of the cooling roll 62 may be rotatably supported by a separate support (not shown) on the installation.
  • the cooling roll 62 may be freely rotatable and may be rotated according to the movement of the steel sheet or may be rotated at a set speed by being connected to a separate driving source.
  • the cooling roll 62 has a structure in which the cryogenic liquid is circulated and cooled to low temperature.
  • the cooling roll 62 has a flow path 64 formed therein to allow the cryogenic liquid to pass therethrough.
  • the flow path 64 formed in the cooling roll 62 may be connected to the refrigerant supply unit (see 50 of FIG. 1) through both ends of the rotation shaft of the cooling roll 62.
  • the cryogenic liquid supplied from the coolant supply unit 50 is circulated and supplied to the flow path 64 inside the cooling roll 62 through the tip of the cooling roll 62.
  • the surface of the cooling roll 62 is maintained at a low temperature by the cryogenic liquid supplied into the cooling roll 62.
  • the cooling body 60 may further include a cooling belt 66 that is wound and installed between at least two cooling rolls 62 and presses and adheres to the plating layer on the surface of the steel sheet P to apply cold air.
  • the cooling belt 66 not the cooling roll 62, is in direct contact with the plated layer of the steel sheet.
  • the cooling roll 62 and the cooling belt 66 are metal, ceramic, or ceramic coated metal such as stainless steel having excellent cryogenic durability, so that the cooling roll 62 and the cooling belt 66 can be stably used in a cryogenic environment due to the use of liquid nitrogen. Or the like.
  • the cooling roll 62 or the cooling belt 66 in contact with the surface of the steel sheet may have an average surface roughness of 0.1 to 3 ⁇ m.
  • the surface roughness of the cooling roll 62 or the cooling belt 66 is higher than 3 ⁇ m, a non-uniform after-treatment problem occurs due to poor surface quality, and when the surface roughness is lower than 0.1 ⁇ m, such as after chemical treatment, The problem that processing characteristics are deteriorated arises.
  • the cooling belts 66 are wound around the two cooling rolls 62 to form one cooling body 60, and one or more of these cooling bodies 60 are disposed at intervals along the advancing direction of the steel sheet. Structure. Installation intervals and the number of the respective cooling bodies 60 can be variously modified depending on the facilities and process conditions.
  • Each of the cooling bodies 60 may have the same structure, and the structure of one cooling body will be described below as an example.
  • the cooling belt 66 is wound around the two cooling rolls 62 spaced apart from each other, and the cooling belt 66 is in surface contact with the plating layer on the surface of the steel sheet.
  • the cooling belt 66 may be rotated according to the moving speed of the steel sheet by, for example, the rotational drive of the cooling roll 62 in contact with the steel sheet. By rotating the cooling belt 66 in accordance with the moving speed of the steel sheet, it is possible to minimize the friction between the steel sheet and the cooling belt 66 and to prevent the plating layer damage due to the friction.
  • the cooling roll 62 cools the provided cooling belt 66 to a low temperature.
  • the cooling belt 66 is in surface contact with the plating layer in a state of being cooled to a low temperature by the cooling roll 62, so that the plating layer can be rapidly cooled. That is, the cooling belt 66 is in surface contact with the plated layer on the surface of the steel sheet between the two cooling rolls (62).
  • the cooling unit of the present embodiment can increase the cooling area for the steel plate plated layer through the cooling belt 66 to increase the cooling rate.
  • the cooling roll 62 may circulate the cryogenic liquid therein to cool the temperature of the cooling belt 66 in contact with the plating layer to -250 to 5 ° C.
  • the temperature of the cooling belt 66 is higher than 5 °C causes a problem that the cooling performance and surface quality improvement efficiency of the plated steel sheet is lowered.
  • the temperature of the cooling belt 66 is lower than -250 °C problem of low temperature brittle fracture of the cooling belt 66 occurs.
  • the cooling belt 66 provided on the cooling roll 62 contacts the plating layer to solidify the plating solution within a faster time, so that the plating apparatus of the present embodiment uses the steel sheet at a cooling rate of 20 ° C./sec through the cooling section at 250 ° C./sec. It can be quenched to a temperature below ⁇ ⁇ .
  • the cooling unit may tension the cooling belt 66 by adjusting a gap between two cooling rolls 62 constituting the unit. As the cooling belt 66 is tensioned and unfolded, the plating layer on the surface of the steel sheet and the cooling belt 66 may be smoothly contacted, and the plating layer may be cooled more evenly.
  • a driving cylinder 68 may be installed between the cooling rolls 62 between the two cooling rolls 62 in which the cooling belt 66 is wound.
  • the driving cylinder 68 is driven in accordance with the signal of the control unit 32 to be separated between the cooling roll 62. As the gap between the cooling rolls 62 opens, the cooling belt 66 is stretched taut.
  • the cooling roll 62 can precisely adjust the pressing force on the plated layer of the steel sheet.
  • the cooling roll 62 is not shown, but may be provided with a load sensor, a control unit and a driving unit in the same manner as the chill roll 40.
  • the pressing force adjusting structure of the cooling roll is the same as the structure of the load sensor 30 and the control unit 32 and the driving unit 34 for the chill roll 40 mentioned above, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the cooling roll is pressed close to the pressure set on the steel sheet to precisely control the thickness of the plated layer of the steel sheet.
  • the cooling unit calculates the detection value of the load sensor to move the cooling roll 62 with respect to the steel sheet to precisely adjust the plated layer pressing force by the cooling belt 66, thereby precisely controlling the thickness of the plated layer. .
  • the pressing force of the cooling belt 66 according to the movement of the cooling roll 62 may be the same or different for each of the plurality of cooling bodies 60 arranged along the moving direction of the steel sheet. That is, each of the cooling bodies 60 arranged along the moving direction of the steel sheet may be in close contact with the steel sheet with the same pressing force. Alternatively, the cooling bodies 60 may be in close contact with the steel sheet by gradually increasing the pressing force along the moving direction of the steel sheet. Therefore, the steel sheet receives a gradually high pressing force while passing through each of the cooling bodies 60, thereby gradually reducing the thickness of the plating layer.
  • the plated layer of the steel sheet may be gradually pressed while moving from the knife 20 to the cooling roll 62 along the moving direction of the steel sheet to more precisely control the plating layer thickness.
  • the cooling unit can improve the plating performance even for non-plated steel grades.
  • the plating apparatus of the present embodiment can rapidly cool the plating layer in comparison with the prior art by closely cooling the cooling belt cooled by the cryogenic liquid to the plating layer.
  • Plated steel sheet cooling has a direct impact on the surface quality of the product. If the uncondensed plating layer comes in contact with contaminated gas or rolls in the rear of the installation, the plating layer must be completely solidified before entering the rear of the installation, as this causes direct surface defects.
  • the heat capacity is low, the cooling capacity is lowered, and in order to cool the plated steel sheet below a certain temperature to completely solidify the plated layer required a very long multi-stage cooling line.
  • the cooling line is considerably complicated and the size of the facility is so large that it is difficult to effectively manage the facility, so that surface defects are frequently generated.
  • the difference between the solidification start temperature and the solidification completion temperature of the plating layer is large, such as an alloy plated steel sheet in which a large amount of Al and Mg are added to the Zn plating solution, it is difficult to obtain a sufficient cooling effect using a conventional gas method.
  • the cooling of the plating layer is not performed properly, and a coarse and fragile plating layer structure containing Al, Mg, which is a strong oxidizing metal, is generated, and plating surface defects such as black spots and black stools are generated in these areas, and problems of plating layer cracking and deterioration of corrosion resistance are generated. Will cause.
  • the cooling belt 66 directly contacts the plating layer of the steel sheet and cools the plating layer using cryogenic liquid, thereby further increasing the cooling efficiency.
  • the time required for cooling the plating layer can be greatly shortened. Therefore, according to the present embodiment, the cooling rate of the plated steel sheet is increased to 20 ° C./sec or more, thereby further reducing the facility line of the cooling unit.
  • the gas does not directly contact the steel sheet, it is possible to minimize the occurrence of surface defects, and to obtain a smaller and more uniform plating structure, it is possible to manufacture high quality coated steel sheet.
  • the cooling belt may have a structure formed by stamping a pattern on the plating layer in the process of pressing and cooling the plating layer of the plated steel sheet.
  • the pattern may mean a repetitive pattern or pattern.
  • the surface of the plated layer may be processed through a structure in which various patterns are formed on the cooling belt and transferred.
  • the cooling belt may be a pattern to be transferred to the plating layer on the surface.
  • the steel plate coated with molten zinc through the plating bath is moved to the upper portion of the plating bath to manufacture a plated steel sheet through a process of adjusting the plating adhesion amount of the steel plate and a process of cooling the steel plate.
  • the steel sheet coming out of the plating bath is primarily controlled by the low temperature knife contacting the plating layer on the surface of the steel sheet. Then, the plating deposition amount is secondarily controlled by the low temperature chill roll in contact with the steel plate surface plating layer at the rear end of the knife.
  • the coating amount adjustment by the knife and the chill roll can be precisely controlled by detecting the contact load between the knife and the chill roll with respect to the steel sheet, and controlling the pressing force by moving the knife and the chill roll with respect to the steel sheet in accordance with the detected contact load.
  • the knife and chill roll are cooled to a low temperature by supplying a cryogenic liquid such as liquid nitrogen.
  • the tip portion provided to the knife is cooled to a temperature of 5 ° C or lower by the cryogenic liquid supplied to the knife.
  • the plating solution is not fused to the tip portion cooled to a low temperature in a state in which the tip portion contacts the plating layer to adjust the plating deposition amount. Therefore, the knife can accurately control the plating adhesion amount of the plating layer in a state where the tip portion is in physical contact with the plating layer. In this way, the plated amount of the plated layer of the steel sheet from the plating bath is controlled by the knife.
  • the chill roll primarily contacts the plating layer of the steel sheet whose deposition amount is controlled by the knife and physically pressurizes the plating layer, thereby controlling the plating deposition amount more precisely.
  • the chill roll is also cooled to low temperature by the cryogenic liquid supplied therein, so that the surface of the chill roll in contact with the plating layer is cooled to 5 ° C or lower.
  • the plating solution does not adhere to the chill roll surface in the state where the chill roll is pressed against the plating layer and pressed. Therefore, by pressing the chill roll to the plating layer, it is possible to precisely control the plating deposition amount of the plating layer.
  • the plated layer of the steel sheet is rapidly cooled by a chilled chill roll while the steel sheet is pressed by the chill roll to control the coating amount.
  • the chill roll is rapidly cooled as the plating layer in contact with the chill roll heats up with the chill roll while being cooled by the cryogenic liquid as mentioned. In this way, the chill roll is in contact with the plating layer to cool the plating layer, the plated steel sheet can be quenched at a cooling rate of 20 ° C / sec or more.
  • the steel sheet rapidly cooled while passing through the chill roll is quenched below a set temperature while passing through a cooling section disposed at the rear end of the chill roll.
  • a plurality of units including a cooling roll and a cooling belt are continuously arranged as the cooling body, and the cooling belt of each unit is pressed against the plated layer on the surface of the steel sheet.
  • the chill roll like the chill roll, is supplied with a cryogenic liquid such as liquid nitrogen to the inside, and cooled to a low temperature. Cold air of the cooling roll is applied to the plating layer through the cooling belt to quench the plating layer.
  • a cryogenic liquid such as liquid nitrogen
  • the cooling belt is cooled to low temperature by the cryogenic liquid so that the plating layer is not attached to the cooling belt while the cooling belt is pressed against the plating layer.
  • the cooling belt cools the plating layer in a state in which the plating layer of the steel sheet is pressed at an appropriate pressure. Adjusting the pressing force of the cooling belt with respect to the steel sheet can detect the contact load of the cooling belt with respect to the steel sheet, and move the cooling belt with respect to the steel sheet according to the detected contact load to precisely control the pressing force.
  • the plated steel sheet subjected to the chill roll may be cooled by a cooling belt while passing through a cooling section, and may be quenched to a temperature of 250 ° C. or less at a cooling rate of 20 ° C./sec or more.
  • a pattern may be formed on the surface of the plated layer of the plated steel sheet.
  • the pattern formed on the surface of the cooling belt presses the plated layer.
  • the pattern formed on the surface of the cooling belt is transferred to the plating layer as it is, the same pattern as the pattern formed on the surface of the cooling belt is formed on the surface of the plating layer.
  • a pattern having a desired shape may be formed on the surface of the plated steel sheet.
  • the thickness of the steel sheet is gradually reduced along the moving direction of the steel sheet, so that the thickness of the steel sheet can be more precisely controlled. do.
  • Liquid nitrogen may be gasified in the process of adjusting the coating weight and cooling the plating layer, and the exhaust gas generated in this process may be reduced gas in the furnace or gas for maintaining the atmosphere of the plating steel plate cooling process after filtration. Can be recycled.
  • the plated steel sheet of the present embodiment prepared by rapid cooling as described above forms a smaller and more uniform plated structure, and excellent quality can be obtained in corrosion resistance and crack resistance.
  • the plated steel sheet of the present embodiment may form a plating layer including Zn on the steel sheet, and the Zn single phase average particle size in the plating layer may be 5 ⁇ m or less.
  • the Zn single phase average particle size in the plating layer may be greater than 0 and 10 ⁇ m or less, and more preferably greater than 0 and 5 ⁇ m or less.
  • the fraction of the Zn single phase in the plating layer may be 15 to 40 area%.
  • the fraction of the Zn single phase is less than 15 area%, the binary process structure is more likely to coarsen and the quality may be degraded. If the Zn single phase fraction is more than 40 area%, the effect of improving the plating properties of the steel sheet is no longer exhibited.
  • the Zn single phase may be formed in a uniform distribution in the plating layer.
  • the sequin size of the plated layer may be 500 ⁇ m or less.
  • the sequin size of the plating layer may be greater than 0 and less than 300 ⁇ m.
  • the size of the sequins is larger than 500 ⁇ m, grains coarsen and cracks appear in the plating layer.
  • a plated layer including Zn and Mg may be formed on the steel sheet, and the MgZn 2 phase 112/201 ratio in the plated layer may be 0.6 or more.
  • the ratio of MgZn 2 phase 112/201 in the plating layer is less than 0.6, the fragility of the weak 201 phase is high, so that there is a high possibility of cracking inside the plating layer, and there is a problem of adversely affecting the corrosion resistance after processing.
  • the plated steel sheet may be a plated steel sheet on which a Zn-Al-Mg plating layer is formed.
  • the plated steel sheet of the present embodiment may be plated through a plating bath of 0.1 to 7% by weight of Mg, 1 to 9% by weight of Al, and the balance of Zn.
  • the plated steel sheet may be plated with a plating adhesion amount of 30 to 400 g / m 2 through the plating bath.
  • the plated steel sheet may use a hot rolled steel sheet or a cold rolled steel sheet as a base steel sheet.
  • the plating layer thickness of the present embodiment may be 5 to 50 ⁇ m.
  • the distribution of the Zn single phase in the plating layer may be uniform along the thickness direction of the plating layer.
  • the distribution ratio of Zn single phase on the surface of the plating layer is increased.
  • the Zn single phase is uniformly distributed from the interface with the steel plate to the outer surface along the thickness direction of the plated layer by rapid cooling of the plated layer.
  • B / A which is a Zn single-phase distribution in the plating layer thickness direction, may be formed at a value of 0.5 to 1.0.
  • A is the fraction of the total Zn single phase with respect to the plating layer thickness direction
  • B is the fraction of Zn single phase in the plating layer outer surface layer part.
  • the surface layer portion may mean an area within approximately 1/2 of the entire thickness of the plating layer on the plating layer outer surface along the plating layer thickness direction.
  • B / A is less than 0.5, it means that there is too little Zn single phase distribution in the surface layer part as a whole, resulting in a non-uniform distribution as a whole. Too many distributions also mean that they are uneven throughout. As such, when the B / A value is out of the above range to form a non-uniform distribution, a problem of deterioration of crack resistance of the plating layer occurs.
  • the plated steel sheet of this embodiment has a contact type pressurized cooling pattern formed on the surface of the plated layer.
  • the pattern may be formed by transferring the surface pattern of the cooling belt is pressed tightly to the plating layer in order to rapidly cool the plating layer of the plated steel sheet to apply cold air.
  • a plated steel sheet is formed by forming a plating layer by a conventional cooling method and a cooling method according to the present embodiment. Was prepared to compare tissues.
  • a general GI plated steel sheet is a steel sheet in which a plating layer is formed of a plating liquid containing zinc
  • PosMAC plating is a steel sheet in which a plating layer is formed of a plating liquid containing magnesium, aluminum, and zinc.
  • FIG. 9 shows the plating layer plating structure of the GI plated steel sheet and the PosMAC plated steel sheet prepared by quenching at a cooling rate of 20 ° C./sec or more according to the present invention.
  • the plating layer plating structure of the GI plated steel sheet and the PosMAC plated steel sheet produced by slow cooling at a cooling rate of ° C / sec or less is shown.
  • the size of the sequins is coarse to 800 to 2,000 ⁇ m in the comparative example, while in the examples, the plating structure is miniaturized so that the grain size is 300 to 500 ⁇ m. You can check it.
  • FIG. 10 shows the plated layer cross-sectional structure of the PosMAC plated steel sheet.
  • the comparative example shows the plating layer of the steel plate manufactured according to the conventional cooling method
  • the Example shows the plating layer of the steel plate manufactured by quenching according to the present invention.
  • FIG. 10 in the case of the embodiment, it can be seen that the Zn single phase and the MgZn 2 structure of the plating layer was refined as compared with the comparative example.
  • the average particle size and fraction of the Zn single phase can also be seen to be finely and uniformly distributed in the case of Examples compared to the Comparative Example.
  • the Zn single phase fraction was confirmed by calculating the surface fraction of the Zn single phase through an image analyzer of the plated layered tissue photograph observed using the optical microscope as shown in FIG. 10.
  • the area fraction of Zn single phase was measured by subdividing the area of the whole plating layer and averaging it.
  • the Zn single phase average particle size was coarse and the fractional value of Zn single phase was low, and it was confirmed that the deviation was large for each position.
  • the average particle size of the Zn single phase in the plating layer is fine to 5 ⁇ m or less, and the fraction of the Zn single phase also shows a high value unlike the comparative example, and it can be confirmed that it is uniformly distributed without deviation.
  • Table 1 shows a B / A value which is a Zn single phase distribution in the plating layer thickness direction with respect to the plated steel sheet of this embodiment shown in FIG.
  • each photograph is referred to as tissue 1, tissue 2, and tissue 3 from left to right.
  • the surface layer part was set to the area
  • the value of the B / A has a value of 0.5 or more and 1.0 or less, evenly distributed throughout the thickness direction of the plating layer.
  • FIG 11 shows the plated layer cross-sectional structure in the case of cooling by increasing the cooling rate in the comparative example.
  • the experiment was performed by applying a cooling method using a conventional gas to the plated steel sheet, and manufactured the fabricated by varying the cooling rate, and then inspecting the cross-sectional structure of the plated layer.
  • the Zn single phase is uniform throughout from the interface with the steel plate to the outer surface along the thickness direction of the plating layer as in the present embodiment. Difficult to achieve distribution
  • the characteristics of the plated layer were compared with those of the comparative examples prepared by the slow cooling method using a conventional gas and the examples prepared by quenching according to the present invention.
  • FIG. 12 is a table illustrating plating layer characteristics of Comparative Examples and Examples under various conditions
  • FIG. 13 illustrates an X-ray diffraction tester using the X-ray diffraction tester to change the crystal structure of each of the Comparative Examples and Examples of FIG. 12. It is shown. 14 and 15 show the plated layer cross-sectional structure of the Comparative Examples and Examples, respectively.
  • the comparative examples and examples are all 1.5 mm thick plated steel sheets having the same layer of plating, and only the examples were prepared by quenching at a cooling rate of 20 ° C./sec or more according to the present invention. It is prepared by slow cooling at a cooling rate of 10 °C / sec or less according to the cooling method.
  • the plating layer defects as shown in Figure 12, means a crack (crack) or a recessed portion
  • the plating defect occurrence frequency refers to the number of occurrences of cracks or pits generated in the region within about 10mm of the plating layer length.
  • the plating layer structure has a low Zn single phase area but has a coarse particle size of 5 ⁇ m or more, and the occurrence of plating defects increases as the plating amount increases.
  • the Zn single-phase fraction is low and the deviation of the microstructures is large.
  • the average grain size of the Zn single phase in the plated layer structure is 3 ⁇ m or less, considering that it is an experiment of a batch method, and fine grains may be formed to 5 ⁇ m or less, and MgZn 2 It can be seen that the structure is fine and there are no defects such as cracks and dents in the plating layer. In addition, unlike the comparative example, it can be seen that the fraction of the Zn single phase is high and the uniform plating structure is exhibited without any positional variation.
  • the Zn single phase average particle size in the cross-sectional structure of the plating layer is very large, whereas in the embodiment, the Zn single phase average particle size in the cross-sectional structure of the plating layer is very fine and uniformly formed in a size of 5 ⁇ m or less. Therefore, it can be seen that the plated steel sheet according to the present embodiment is a plated steel material having a fine Zn single phase average particle size of 5 ⁇ m or less, uniformly formed in the entire thickness direction of the plated layer, and having excellent crack resistance.
  • the plating layer cooling effect is inferior and generates a lot of coarse MgZn 2 201 phase. Accordingly, in the comparative examples, the fraction of the vulnerable 201 phase was high, and the MgZn 2 phase 112/201 ratio was lower than 0.4. Such a plated layer structure has a high risk of cracking inside the plated layer, and adversely affects the corrosion resistance after processing.
  • the MgZn2 phase 112 and the 201 ratio of the MgZn2 phase was fine because it was prepared by rapid cooling to have a fine MgZn2 phase.
  • the MgZn 2 phase 112/201 ratio is increased from 0.6 to 5 in the present embodiment.
  • the distribution of the Zn single phase in the plating layer is uniform throughout the plating layer along the thickness direction.
  • Figure 16 shows the results of the corrosion resistance of the comparative examples prepared by the slow cooling method using a conventional gas for the PosMAC plated steel sheet and the embodiments prepared by quenching according to the present invention.
  • FIG. 16 shows the elapse of 800 hours after the salt spray test (SST) was carried out for the Comparative Examples and Examples. As shown in Figure 16, it can be confirmed that the corrosion resistance is excellent in the case of the embodiment compared to the comparative example.
  • FIG. 17 illustrates a plated steel sheet of various embodiments having a form of contact pressure cooling pattern formed on the surface of the plated layer.
  • the pattern may be variously formed in the form of a woven cloth, a polygonal shape such as a net, an irregular closed curve shape, and the like.
  • the pattern for the plating layer is not limited thereto and may be variously modified. .
  • a pattern was formed in advance on the surface of the cooling belt for rapidly cooling the plated steel sheet in the manufacturing process of the plated steel sheet, and the contact belt was pressed and cooled to form a contact pressure cooling pattern in the plated layer.

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Abstract

강판 상에 용융도금 후 접촉식 가압냉각으로 형성된 Zn 도금층을 포함하고, Zn계 도금층은 평균 입도 5 마이크로미터 이하인 Zn 단상 조직을 포함하며, Zn 단상 분포도가 B/A가 0.5 내지 1.0의 조건을 만족하여, 도금층 두께 방향에 대해 Zn 단상이 균일한 분포로 형성된 미세하고 균일한 도금조직을 갖는 도금강판 및 그러한 도금강판을 제조하기 위해 도금층에 접촉하는 냉각체로 강판에 냉기를 가하여 강판을 냉각하는 단계를 포함하는 도금강판 제조방법을 제공한다.

Description

미세하고 균일한 도금 조직을 갖는 도금 강판 및 도금강판 제조 방법
본 발명은 도금 강판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 급속 냉각을 통해 제조되어 미세하고 균일한 도금 조직을 갖는 우수한 품질의 도금 강판 및 도금강판 제조 방법에 관한 것이다.
예를 들어, 강판의 표면에 아연계의 금속이나 금속 합금을 도금하는 것에 의해 내식성을 부여하는 기술이 폭넓게 행해지고 있다. 도금 강판은 우수한 내식성을 바탕으로 일반 건축자재를 비롯하여 미려한 표면 관리가 요구되는 가전 제품, 자동차, 조선 등의 외판재까지 점점 그 사용 범위가 확대되고 있는 실정이다.
용융아연 도금설비(CGL;Continuous Galvanizing Line)는 강판 표면에 용융 아연을 부착하여 도금강판을 생산하는 설비이다. 용융아연 도금설비에서 강판은 도금포트 내에 배치된 싱크롤(sink roll)을 거치면서 용융 아연이 수용된 도금포트에 담겨져 도금이 이루어진다.
용융 아연이 부착된 강판은 싱크롤을 지나 방향이 전환되어 도금포트 상부로 나오게 된다. 아연도금포트에서 인출된 강판은 이후 강판 표면에서 도금 부착량을 조절하는 공정을 거친 후 도금층을 냉각하는 공정을 거쳐 도금강판으로 제조된다.
최근에 다양한 업체에서 도금강판을 양산하고 있는 실정으로, 제품 경쟁력을 보다 높일 수 있도록, 보다 고품질의 도금강판 개발이 요구된다.
도금 조직이 미세하고, 균일한 우수한 품질의 도금강판 및 도금강판 제조 방법을 제공한다.
이를 위해 본 구현예의 도금 강판은, 강판 상에 용융도금 후 접촉식 가압냉각으로 형성된 Zn계 도금층을 포함하고, 상기 Zn계 도금층은 평균 입도 5㎛ 이하인 Zn 단상 조직을 포함할 수 있다.
상기 도금층의 스팽글 크기는 300 내지 500㎛일 수 있다.
상기 도금층은 Mg 성분을 더 포함하고, 상기 도금층 내에 MgZn2상을 포함할 수 있다.
상기 MgZn2상의 (112)/(201) 비율이 0.6 이상으로 형성될 수 있다.
상기 도금층은 Al 성분을 더 포함하는 Zn-Al-Mg 합금 도금층일 수 있다.
본 구현예의 Zn 단상의 분율은 15 내지 40 면적%일 수 있다.
본 구현예의 도금층 내의 Zn 단상 분포가 도금층 두께 방향에 대해 균일할 수 있다.
본 구현예의 도금 강판은, 도금층 내 Zn 단상 분포도 B/A가 0.5 내지 1.0의 조건으로 형성될 수 있다. 여기서, A는 도금층 두께 방향에 대한 전체 Zn 단상 분율이고, B는 도금층 외측 표층부에서의 Zn 단상 분율이다.
본 구현예의 도금층은 두께가 5 내지 50㎛ 일 수 있다.
본 구현예의 도금층은 표면에 접촉식 가압 냉각 패턴을 가질 수 있다.
상기 접촉식 가압 냉각 패턴은, 직조된 천의 형태, 그물 형태 또는 불규칙하게 선이 얽혀있는 형태일 수 있다.
본 구현예의 도금층 표면의 패턴은 강판 표면 도금층에 가압 밀착되어 냉기를 가하는 냉각벨트의 표면 패턴이 전사되어 형성될 수 있다.
본 구현예의 도금 강판 제조 방법은, 강판을 도금하는 도금 단계; 강판의 도금 부착량을 조절하는 조절 단계; 및 강판을 20℃/sec 이상의 냉각속도로 급냉하는 냉각 단계를 포함할 수 있다.
본 구현예의 도금 강판 제조 방법은, 강판을 도금하는 도금 단계, 강판의 도금 부착량을 조절하는 조절 단계, 강판을 냉각하는 냉각 단계를 포함하고, 상기 조절 단계는 강판 표면의 도금층에 접촉하는 나이프로 도금 부착량을 1차적으로 조절하는 단계, 및 상기 나이프로 액체 질소나 액체 헬륨을 포함하는 극저온 액체를 공급하여 나이프를 냉각하는 단계를 포함할 수 있다.
본 구현예의 도금 강판 제조 방법은, 강판을 도금하는 도금 단계, 강판의 도금 부착량을 조절하는 조절 단계, 강판을 냉각하는 냉각 단계를 포함하고, 상기 냉각 단계는 강판 표면의 도금층에 접촉하는 냉각체로 강판에 냉기를 가하여 강판을 냉각하는 단계, 및 상기 냉각체로 액체 질소나 액체 헬륨을 포함하는 극저온 액체를 공급하여 냉각체를 냉각하는 단계를 포함할 수 있다.
본 구현예의 도금 강판 제조 방법은, 강판을 도금하는 도금 단계, 강판의 도금 부착량을 조절하는 조절 단계, 강판을 냉각하는 냉각 단계를 포함하고, 상기 조절 단계는 강판 표면의 도금층에 접촉하는 나이프로 도금 부착량을 1차적으로 조절하는 단계, 및 상기 나이프로 액체 질소나 액체 헬륨을 포함하는 극저온 액체를 공급하여 나이프를 냉각하는 단계를 포함하며, 상기 냉각 단계는 강판 표면의 도금층에 접촉하는 냉각체로 강판에 냉기를 가하여 강판을 냉각하는 단계, 및 상기 냉각체로 액체 질소나 액체 헬륨을 포함하는 극저온 액체를 공급하여 냉각체를 냉각하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 조절 단계는, 강판 표면의 도금층에 밀착되는 칠롤로 도금 부착량을 2차 조절하면서 강판을 냉각하는 단계, 및 상기 칠롤로 액체 질소나 액체 헬륨을 포함하는 극저온 액체를 공급하여 칠롤을 냉각하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 조절 단계는 강판에 대한 나이프 또는 칠롤의 접촉 하중을 검출하는 단계, 및 검출된 접촉 하중에 따라 강판에 대한 나이프 또는 칠롤의 가압력을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 냉각 단계는 강판에 대한 냉각체의 접촉 하중을 검출하는 단계, 및 검출된 접촉 하중에 따라 강판에 대한 냉각체의 가압력을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 조절 단계와 냉각 단계는 강판의 이동방향을 따라 강판의 도금층 두께를 점차 줄이는 구조일 수 있다.
상기 조절 단계에서, 나이프의 팁부는 -250 내지 5℃의 온도로 유지될 수 있다.
상기 조절 단계에서, 칠롤은 -250 내지 5℃의 온도로 유지될 수 있다.
상기 냉각 단계에서, 냉각체는 -250 내지 5℃의 온도로 유지될 수 있다.
상기 도금 강판은 20℃/sec 이상의 냉각속도로 250℃ 이하의 온도까지 급냉되어 제조될 수 있다.
상기 조절 단계 또는 냉각 단계에서 사용된 액체 질소에 의한 배출가스를 고로 내 환원가스 또는 냉각 공정의 분위기 유지용 가스로 사용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 냉각 단계에서, 냉각체 표면에 형성된 패턴을 도금층으로 전사하여 도금층 표면에 패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 본 구현예에 따른 도금 강판은, 표면 결함이 거의 없으며, 단상 조직이 5㎛ 이하로 미세화되고 균일한 도금 조직을 갖는다.
또한, 본 구현예의 도금 강판은 도금 부착량이 보다 정밀하게 제어되어 도금 부착량 편차나 도금층 조직 편차가 매우 적다.
이에, 본 구현예의 도금 강판은 표면 결함이 적고 내식성이나 내균열성 등에서 매우 우수한 품질을 얻을 수 있게 된다.
도 1은 본 실시예에 따른 용융 아연 도금 장치를 도시한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 용융 아연 도금 장치의 나이프 구조를 도시한 개략적인 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 용융 아연 도금 장치의 나이프에 대한 또다른 실시예를 도시한 개략적인 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 나이프의 강판에 대한 접촉하중 제어 구조를 도시한 개략적인 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 나이프의 팁부 구조 및 강판에 대한 배치 구조의 다양한 실시예를 도시한 개략적인 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 용융 아연 도금 장치의 칠롤의 구조를 도시한 개략적인 도면이다.
도 7 내지 도 8은 본 실시예에 따른 용유 아연 도금 장치의 냉각부 구조를 도시한 개략적인 도면이다.
도 9와 도 10은 본 실시예에 따라 제조된 도금 강판의 표면 도금층 조직을 종래와 비교하여 나타낸 전자현미경 사진이다.
도 11은 비교예에 대해 냉각속도를 높인 경우의 도금층 단면 조직을 나타낸 전자현미경 사진이다.
도 12는 본 실시예에 따라 제조된 도금 강판의 도금층 특성을 종래와 비교하여 나타낸 도표이다.
도 13은 본 실시예에 따른 도 12의 비교예들과 실시예들에 대한 도금층 결정 구조 변화를 X-ray 회절 시험기를 이용하여 나타낸 도면이다.
도 14와 도 15는 본 실시예에 따른 도 11의 비교예들과 실시예들에 대한 도금층 단면 조직을 나타낸 전자현미경 사진이다.
도 16은 본 실시예에 따른 도금 강판에 대한 내식성 실험 결과를 종래와 비교하여 나타낸 도면이다.
도 17은 본 실시예에 따라 도금층 표면에 패턴이 형성된 도금 강판을 도시한 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다.
[도금 강판 제조장치]
이하, 본 실시예에 따른 도금 강판을 제조하기 위한 제조장치를 설명하면 다음과 같다.
본 실시예는 도금 장치로 강판 표면에 아연계 금속이나 금속 합금을 을 도금하는 용융 아연 도금 장치를 예로서 설명한다. 본 도금 장치는 아연계 금속이나 금속 합금의 도금에 한정되지 않으며, 다양한 금속에 대한 용융 도금 장치에 모두 적용가능하다.
도 1은 본 실시예에 따른 용융 아연 도금 장치를 개략적으로 도시하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 도금 장치는 강판(P)을 용융 도금하는 도금 욕조(10), 강판 진행방향을 따라 상기 도금 욕조(10) 후단에서 강판의 일면 또는 양면에 배치되어 강판의 도금 부착량을 제어하는 와이핑부, 및 강판 진행방향을 따라 상기 와이핑부 후단에서 강판의 일면 또는 양면에 배치되어 강판을 냉각시키기 위한 냉각부를 포함한다.
도금 욕조(10)로 안내된 강판(P)은 도금 욕조(10) 내에 배치된 싱크롤(sink roll)(12)을 지나면서 용융 금속에 담겨져 용융 도금 공정이 진행된다. 강판(P)은 싱크롤(12)에 의해 진행 방향이 전환되어 도금 욕조(10) 상부로 이동하게된다. 도금 욕조(10) 내의 용융 금속에 의해 표면이 도금된 강판(P)은 도금 욕조(10) 상부로 인출된다. 강판은 진행방향을 따라 차례로 배치된 와이핑부 및 냉각부를 거쳐 도금 강판으로 제조된다. 냉각부를 거쳐 급냉된 강판은 텐션롤(14)을 거쳐 공정으로 진행된다.
본 실시예에서, 상기 와이핑부는 강판 표면에 부착된 도금층에 직접 접촉하여 도금 부착량을 조절하는 구조로 되어 있다.
이를 위해, 상기 와이핑부는 강판(P) 표면의 도금층에 접촉하여 도금 부착량을 제어하는 나이프(20), 및 상기 나이프(20)로 액체 질소나 액체 헬륨을 포함하는 극저온 액체를 공급하여 나이프(20)를 냉각하는 냉매공급부(50)를 포함할 수 있다.
나이프(20)를 도금층에 직접 접촉함으로써, 도금욕면의 산화물 혼입을 방지하고 보다 용이하게 강판의 도금 부착량을 제어할 수 있다. 상기 냉매공급부(50)는 나이프(20)를 극저온 액체로 냉각시킴으로써, 나이프(20)의 온도를 낮춰 나이프(20)가 고온의 도금층에 직접 접촉하는 상태에서도 도금 용액이 나이프(20)에 융착되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에서 상기 냉각부는 강판 표면의 도금층에 직접 접촉하여 강판을 냉각하는 구조로 되어 있다.
이를 위해, 상기 냉각부는 강판 표면의 도금층에 밀착하여 도금층을 냉각하는 적어도 하나 이상의 냉각체(60), 및 상기 냉각체(60)로 액체 질소나 액체 헬륨을 포함하는 극저온 액체를 공급하여 냉각체(60)를 냉각하는 냉매공급부(50)를 포함할 수 있다.
냉각체(60)를 도금층에 직접 접촉하여 강판의 도금층을 냉각시킴으로써, 냉각 능력을 극대화하여 보다 신속하게 강판 도금층을 급냉시킬 수 있게 된다. 상기 냉각부는 냉각체(60)를 극저온 액체로 냉각시킴으로써, 냉각체(60)의 온도를 낮춰 냉각체(60)가 고온의 도금층에 직접 접촉하는 상태에서도 도금 용액이 냉각체(60)에 융착되는 것을 방지할 수 있게 된다.
상기 냉매공급부(50)는 나이프(20) 또는 냉각체(60)로 극저온 액체를 공급하기 위한 것으로, 예를 들어 극저온 액체가 수용된 탱크, 극저온 액체가 이송되는 공급라인, 공급라인 상에 설치되는 공급펌프를 포함할 수 있다. 상기 냉매공급부(50)는 극저온 액체를 공급할 수 있는 구조면 모두 적용가능하며 다양하게 변형될 수 있다.
상기 냉매공급부(50)에서 사용되는 극저온 액체는 액체 질소, 액체 헬륨 이외에 액체 아르곤 등 다양한 액체가 사용될 수 있다. 액체 질소를 사용하는 경우 보다 경제성을 높일 수 있다.
이와 같이, 극저온 액체를 사용하여 냉각된 나이프(20)와 냉각체(60)가 강판(P)에 직접 접촉되어 강판의 도금량을 제어하고 급냉시킴으로써, 본 실시예를 통해 도금 강판의 도금 부착량을 정밀 제어할 수 있고, 도금 강판의 냉각속도를 20℃/sec 이상으로 높일 수 있게 된다. 따라서, 강판 냉각을 위한 설비 라인 길이를 획기적으로 단축하고 제품 생산 속도를 높일 수 있게 된다.
상기 냉매공급부(50)를 통해 나이프(20) 또는 냉각체(60)로 공급된 극저온 액체는 나이프(20) 또는 냉각체(60)를 지나면서 도금층과 열교환되어 기체화될 수 있다. 나이프(20) 또는 냉각체(60)에서 배출되는 가스는 적절한 여과 장치를 거쳐 제철 공정의 열처리로(furnace) 내 환원가스 또는 냉각공정에서의 비산화성 분위기 유지를 위한 가스로 사용하여 재활용될 수 있다.
도 2는 본 실시예에 따른 나이프의 구체적인 구조를 예시하고 있다.
본 실시예에서, 상기 나이프(20)는 강판의 양면에 대향 배치되어 강판(P) 양면에 대해 도금액의 부착량을 조절한다. 강판(P) 양면에 배치되는 나이프(20)는 동일한 구조로 이루어지며, 이하 설명은 강판의 일면에 대한 나이프(20)만을 예로서 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 나이프(20)는 강판(P) 폭방향으로 연장되고 내부에는 극저온 액체가 순한되는 바디(22), 및 상기 바디(22) 선단에 설치되고 강판의 도금층에 접하는 팁부(24)를 포함하여, 강판 표면의 도금 부착량을 1차적으로 제어하는 구조일 수 있다.
상기 바디(22)와 상기 팁부(24)는 액체 질소 사용에 따른 극저온 환경에서 장시간 안정적으로 사용 가능하도록, 극저온 내구성이 우수한 금속(metal), 세라믹(ceramic) 또는 세라믹 코팅된 금속재 등으로 제조될 수 있다.
상기 바디(22)는 내부에 극저온 액체가 지나가도록 유로(26)가 형성된다. 상기 바디(22)에 연결된 냉매공급부(50)는 유로(26)를 통해 극저온 액체를 순환 공급한다. 상기 유로(26)는 바디(22)의 선단에 설치된 팁부(24)를 충분히 냉각할 수 있도록 팁부(24)가 위치한 선단까지 연장 형성되어, 팁부(24)에 극저온 액체가 접촉될 수 있도록 한다.
본 실시예에서, 상기 팁부(24)는 바디(22)에 대해 착탈가능하게 설치될 수 있다.
상기 팁부(24)는 고온의 도금층과 계속 접촉되어 마모된다. 이에, 소모성인 팁부(24)를 교체가능한 부품화하여 마모시 바디(22)에서 팁부(24)만을 교체하여 나이프(20)를 계속 사용할 수 있다. 상기 팁부(24)는 보다 정밀한 도금 부착량 제어를 위해 선단으로 갈수록 뾰족하게 형성된 구조일 수 있다.
상기 바디(22)로 공급된 극저온 액체는 유로(26)를 따라 순환되면서 팁부(24)를 냉각시켜, 팁부(24)를 저온 상태를 유지시키게 된다. 이에, 팁부(24)는 도금층에 접한 상태에서 도금용액이 팁부(24)에 부착되는 것을 방지하면서, 일차적으로 도금 부착층을 보다 정확하게 제어할 수 있게 된다.
도 3은 나이프의 또다른 실시예를 예시하고 있다. 도 3의 실시예에 따른 나이프는 팁부 이상시 바로 교환하여 사용할 수 있도록 복수개의 팁부를 구비한 구조로 되어 있다.
이를 위해, 본 실시예의 나이프(21)는 강판 폭방향으로 연장되고 회전가능하게 설치되며 내부에는 극저온 액체가 순환되는 회전체(23)와, 상기 회전체(23) 외주면에 원주방향을 따라 간격을 두고 설치되고 강판(P) 표면의 도금층에 접하여 도금 부착량을 제어하는 팁부(24), 및 상기 회전체(23)에 연결되어 회전체(23)를 회전시켜 일측 팁부(24)를 강판 표면을 향하여 배치시키는 회전구동부를 포함할 수 있다.
이에, 팁부(24) 마모와 같은 이상 발생시 회전체(23)를 회전시켜 사용중인 팁부(24)를 강판에서 이격시키고 대기중에 있는 다른 팁부(24)를 강판쪽으로 이동시킴으로써, 바로 팁부(24)를 교체하여 사용할 수 있게 된다. 상기 팁부(24)는 도 3에 도시된 바와 같이 4개가 회전체(23) 외주면을 따라 90도 각도로 배치될 수 있다. 이에 회전체(23)가 90도 각도로 회전되어 각 팁부(24)를 강판 표면쪽으로 이동시킬 수 있게 된다. 상기 팁부(24)의 설치 개수는 다양하게 변형 가능하다.
본 실시예에서, 상기 회전체(23)는 원통형태로 이루어질 수 있다. 상기 회전체(23)는 원통형태에 한정되지 않으며, 예를 들어 회전축의 외주면을 따라 위에서 언급한 바디(22)가 각도를 두고 연속적으로 배치된 구조일 수 있다. 상기 회전체(23)의 양 선단은 설비 상에 별도의 지지대(도시되지 않음)에 회전가능하게 지지될 수 있다.
상기 회전체(23) 역시 액체 질소 사용에 따른 극저온 환경에서 장시간 안정적으로 사용 가능하도록, 극저온 내구성이 우수한 금속(metal), 세라믹(ceramic) 또는 세라믹 코팅된 금속재 등으로 제조될 수 있다.
상기 회전체(23)는 내부에 극저온 액체가 지나가도록 유로(도시되지 않음)가 형성된다. 회전체(23) 내부에 형성되는 유로는 회전체(23)의 회전축 양 선단을 통해 냉매공급부(50)와 연결될 수 있다. 냉매공급부(50)로부터 공급된 극저온 액체는 상기 회전체(23)의 선단을 통해 회전체(23) 내부의 유로로 순환 공급된다. 상기 유로는 회전체(23) 외주면에 설치된 팁부(24)를 충분히 냉각할 수 있도록 팁부(24)가 위치한 표면으로 연장 형성되어, 팁부(24)에 극저온 액체가 접촉될 수 있도록 한다.
상기 회전체(23)의 표면에 축방향을 따라 팁부(24)가 설치된다. 상기 팁부(24)는 회전체(23) 표면에 착탈가능하게 설치될 수 있다.
상기 회전구동부는 회전체(23)를 설정된 각도만큼 회전시키는 구조면 모두 적용가능하다. 도 3에 도시된 바와 같이 예를 들어, 상기 회전동부는 회전체(23)와 구동벨트(25)로 연결되어 동력을 전달하는 스텝모터(27)를 포함할 수 있다. 이에, 스텝모터(27)가 일정량 회전구동되면 구동벨트(25)를 통해 회전체(23)에 동력이 전달되어 회전체(23)가 팁부(24)의 배치 간격만큼 회전된다. 회전체(23)의 회전에 따라 회전체(23) 표면에 설치되어 대기 중에 있던 새 팁부(24)가 강판 쪽으로 이동하여 강판 표면의 도금층에 접촉된다. 그리고 회전체(23) 회전에 따라 마모되거나 이상이 있는 팁부(24)는 강판 표면에서 외측으로 이격되어 대기 위치로 이동된다. 마모된 팁부(24)는 대기 위치에서 교체 또는 표면 연마 작업을 통해 처리된다.
이와 같이, 본 실시예의 경우 회전체(23)를 소정 각도로 회전시키는 것으로 간단하게 팁부(24)를 교체함으로써, 팁부(24) 교체에 따른 시간을 줄이고 연속적으로 작업을 진행할 수 있게 된다.
본 실시예에서, 상기 나이프(20,21)는 내부로 극저온 액체를 순환시켜 팁부(24)를 -250 내지 5℃로 냉각시킬 수 있다. 상기 팁부(24)의 온도가 5℃ 보다 높게 되면 고온의 도금용액이 팁부(24)에 부착되는 문제가 발생된다. 상기 팁부(24)의 온도가 -250℃ 보다 낮은 경우에는 상기 팁부(24)의 저온취성 파괴 문제가 발생된다.
또한, 상기 나이프(20,21)는 강판에 대해 이동되어 팁부(24)에 의한 도금 부착량을 정밀하게 조절하게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 나이프(20)에 의한 도금 부착량의 정밀 제어를 위해, 상기 와이핑부는 상기 나이프(20)에 구비되어 강판(P)에 대한 팁부(24)의 접촉 하중을 검출하는 로드센서(30), 및 상기 로드센서(30)의 검출신호에 따라 강판에 대해 나이프(20)를 이동하여 강판에 대한 팁부(24)의 가압력을 제어하는 제어부(32)를 더 포함할 수 있다.
상기 나이프(20)가 강판의 도금층으로 더 접근하거나 도금층에서 외측으로 이격됨으로써, 팁부(24)와 강판(P)과의 간격이 달라져 강판의 도금 부착량이 조절된다.
팁부(24)와 강판(P) 사이의 간격은 로드센서(30)를 통해 검출된 팁부의 접촉 하중을 통해 확인할 수 있다. 팁부(24)와 강판(P) 사이의 간격이 좁아지면 팁부(24)가 강판의 도금층에 깊이 들어가 도금 용액과의 접촉량이 많아지면서 접촉하중이 커지게 되며, 반대로 팁부(24)가 강판(P)에서 이격되면 도금 용액과의 접촉량이 줄면서 접촉하중이 작아지게 된다.
상기 제어부(32)는 로드센서(30)의 검출값을 연산하여 1차적으로 설정된 도금 부착량에 맞춰 강판(P)에 대해 나이프(20)를 이동시켜 도금 부착량을 제어한다.
강판에 대한 상기 나이프(20)의 이동은 예를 들어, 나이프(20)에 결합된 구동실린더 등의 구동부(34)를 통해 이루어질 수 있다. 상기 구동부(34)는 구동실린더나 모터 등 다양한 동력원이 이용될 수 있으며, 나이프(20)를 강판에 대해 직선 이동시킬 수 있는 구조면 모두 적용가능하다.
또한, 상기 제어부(32)는 로드센서(30)의 측정값 변화를 감지하여, 장치 이상 유무를 확인할 수 있다. 장치 이상 판별시 나이프(20)에서 팁부(24)를 교체하는 등 필요한 조치를 바로 취할 수 있게 된다.
도 5는 강판에 대한 나이프의 팁부 형태 및 강판에 대한 팁부의 배치 구조를 예시하고 있다.
본 실시예에서, 상기 나이프(20,21)에 설치되는 팁부(24)는 직선 형태이거나, 중간이 꺽여져 V자 형태를 이루는 구조 등 다양한 구조로 형성될 수 있다. 상기 팁부(24)가 설치되는 나이프의 바디(22) 또는 회전체(23) 역시 팁부(24)의 형태와 동일한 구조로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 팁부(24)가 V자 형태로 이루어진 경우 팁부(24)가 설치되는 나이프(20)의 바디(22) 역시 선단부는 팁부(24)와 같은 형태인 V 자 형태로 이루어질 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 팁부(24)는 강판(P)에 폭방향에 대해 평행하게 배치될 수 있다. 또한, 상기 팁부(24)는 강판의 폭방향에 대해 경사지게 배치될 수 있다.
또한, 상기 팁부(24)가 V자 형태로 꺽여진 구조의 경우, 꺽여진 부분이 강판의 이동방향을 향하거나 강판의 이동방향에 반대방향을 향하도록 역V 자 형태 또는 V자 형태로 배치될 수 있다.
강판(P)에 대해 도금층과 접하는 팁부(24)의 배치를 다양하게 함으로써, 도금층과 팁부(24)와의 접촉 하중을 줄여 보다 원활하게 도금층의 부착량을 조절할 수 있게 된다.
도 1과 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 와이핑부는 강판 진행방향을 따라 상기 나이프(20) 후단에 배치되어 강판의 도금 부착량을 보다 정밀하게 제어하고 강판의 도금층을 급냉시키는 칠롤(40)을 더 포함할 수 있다.
상기 칠롤(chill roll)(40)은 강판의 폭방향으로 배치되고 도금층에 가압 밀착되는 롤 구조물이다. 상기 칠롤(40)의 양 선단은 설비 상에 별도의 지지대(도시되지 않음)에 회전가능하게 지지될 수 있다. 상기 칠롤(40)은 자유롭게 회전가능한 구조로 강판의 이동에 따라 같이 회전되거나, 별도의 구동원에 연결되어 설정된 속도로 회전되는 구조일 수 있다.
본 실시예에서, 상기 칠롤(40)은 표면조도가 평균 0.1 내지 3㎛ 일 수 있다.
상기 칠롤(40)의 표면조도가 3㎛보다 높게 되면 열위한 표면 품질로 인한 불균일한 후처리 문제가 발생된다. 상기 칠롤(40)의 표면조도가 0.1㎛ 보다 낮은 경우에는 화성처리와 같은 후처리 특성이 저하되는 문제가 발생된다.
상기 칠롤(40)은 내부로 극저온 액체가 순환되어 저온으로 냉각되는 구조로 되어 있다. 상기 칠롤(40)은 액체 질소 사용에 따른 극저온 환경에서 장시간 안정적으로 사용 가능하도록, 극저온 내구성이 우수한 금속(metal), 세라믹(ceramic) 또는 세라믹 코팅된 금속재 등으로 제조될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 칠롤(40) 내부에는 극저온 액체가 지나가도록 유로가 형성된다. 칠롤(40) 내부에 형성되는 유로는 칠롤(40)의 회전축 양 선단을 통해 냉매공급부(도 1의 50 참조)와 연결될 수 있다. 냉매공급부(50)로부터 공급된 극저온 액체는 상기 칠롤(40)의 선단을 통해 칠롤(40) 내부의 유로로 순환 공급된다. 칠롤(40) 내부로 공급된 극저온 액체에 의해 칠롤(40) 표면은 저온의 냉각 상태를 유지한다. 이에, 칠롤(40)은 강판(P)의 도금층에 접한 상태에서 도금용액이 칠롤(40) 표면에 부착되는 것을 방지하고, 도금층을 급속 냉각시킬 수 있게 된다.
따라서, 상기 칠롤(40)은 강판(P) 표면의 도금층에 밀착하여 일차적으로 나이프(20)를 거친 강판(P)의 도금 부착량을 이차적으로 정밀 제어한다. 더불어 상기 칠롤(40)은 도금층에 접하여 직접적인 열교환을 통해 도금층을 급속 냉각시시킬 수 있게 된다.
본 실시예에서, 상기 칠롤(40)은 내부로 극저온 액체를 순환시켜 온도를 -250 내지 5℃로 냉각시킬 수 있다. 상기 칠롤(40)의 온도가 5℃ 보다 높게 되면 도금강판의 냉각성능 및 표면품질 개선 효율이 저하되는 문제가 발생된다. 상기 칠롤(40)의 온도가 -250℃ 보다 낮은 경우에는 상기 칠롤(40)의 저온취성 파괴 문제가 발생된다.
이와 같이, 본 실시예의 도금 장치는 강판 도금층에 접하는 저온의 나이프(20)와 칠롤(40)을 통해 도금 부착량을 보다 정밀하게 제어할 수 있게 된다. 또한, 저온으로 냉각된 칠롤(40)이 도금층을 가압하여 급속 냉각시킴으로서 도금층의 조직을 미세화시키며 폭방향으로의 도금 부착량 편차를 효과적으로 줄이게 된다.
칠롤(40)이 도금층에 접촉하여 보다 빠른 시간 내에 도금 용액을 응고시킴으로써, 상기 도금 장치는 강판을 20℃/sec 의 냉각 속도로 급냉시킬 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 상기 칠롤(40)은 소정의 압력 하에 도금층을 가압하면서 냉각이 진행되므로 난도금성 강종에 대해서도 도금성능을 개선할 수 있게 된다.
또한, 본 실시예의 경우 도금 욕조(10)의 싱크롤(12)과 칠롤(40)이 연동하여 강판(P)을 지지하고 있는 상태가 되어 강판이 접촉식 나이프(20)를 지나는 과정에서 폭방향으로 굽어지는 반곡 현상이 전혀 발생되지 않는다. 즉, 강판 이동방향을 따라 나이프(20)의 전단과 후단에서 강판은 각각 싱크롤(12)과 칠롤(40)을 지나게 된다. 이에 강판(P)은 싱크롤(12)과 칠롤(40)에 의해 평평하게 펴진 상태로 반곡 현상의 발생없이 나이프(20)를 지나게 된다.
강판이 반곡되는 경우, 폭방향으로의 도금 부착량 편차가 발생되고 측면 과도금으로 인한 빗살 무늬 결함 등의 도금 표면 결함이 발생된다. 종래 구조의 경우 이러한 강판 반곡 현상에 따른 도금 표면 결함이 빈번하게 발생되나, 본 실시예의 경우 강판의 반곡 발생을 방지함으로써, 폭방향의 도금 부착량 및 도금층 조직 편차가 거의 없는 도금 강판의 제조가 가능하다.
본 실시예의 와이핑부는 상기 칠롤(40)에 의한 도금 부착량의 정밀 제어를 위해, 나이프와 마찬가지로 상기 칠롤(40)에 구비되어 강판에 대한 칠롤(40)의 접촉 하중을 검출하는 로드센서(30), 및 상기 로드센서의 검출신호에 따라 구동부(34)를 작동하여 강판에 대해 칠롤(40)을 이동하여 강판에 대한 칠롤(40)의 가압력을 제어하는 제어부(32)를 더 포함할 수 있다.
상기 칠롤(40)이 강판(P)의 도금층으로 접근하거나 도금층에서 외측으로 이격됨으로써, 칠롤(40)과 강판과의 간격이 달라져 강판의 도금 부착량이 정밀하게 조절된다.
칠롤(40)에 대한 로드센서와 제어부의 구조는 위에서 언급한 나이프(20)에 대한 로드센서(30)와 제어부(32) 및 구동부(34)의 구조와 동일하므로 동일한 부호를 사용하고, 그 구조와 작용은 나이프(20)에 대한 로드센서(30)와 제어부(32)의 설명을 참조하며, 이하 상세한 설명은 생략한다. 이에, 상기 제어부(32)는 로드센서(30)의 검출값을 연산하여 강판에 대해 칠롤(40)을 이동시켜 도금층을 가압함으로써, 도금 부착량을 보다 정밀하게 제어할 수 있다. 또한, 칠롤에 의해 도금층이 가압되면서 20℃/sec 이상의 냉각속도로 급냉됨으로써, 폭방향 도금 부착량 편차를 최소화하면서 보다 미세한 조직의 도금층을 얻을 수 있게 된다.
또한, 상기 와이핑부는 칠롤(40) 표면이 오염되었을 경우에 대비하여 칠롤(40) 표면의 오염물을 제거하는 구조로 되어 있다. 이를 위해, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 와이핑부는 칠롤(40)에 접하여 칠롤(40) 표면에 부착된 오염물을 제거하기 위한 스크레퍼(44)를 더 포함할 수 있다. 상기 스크레퍼(44)는 칠롤(40)의 축방향으로 연장되어 칠롤(40) 표면에 접촉되도록 설치될 수 있다. 이에, 상기 칠롤(40)이 회전되면서 칠롤(40) 표면에 부착된 오염물이 스크레퍼(44)에 걸려 칠롤(40) 표면에서 제거된다.
상기 와이핑부를 거쳐 도금 부착량이 정밀 조절되고 급냉이 이루어진 강판은 와이핑부 후단에 배치된 냉각부를 거치면서 설정 온도 이하로 급속 냉각된다. 또한, 본 실시예에서 강판은 냉각부를 거치면서 도금층 두께가 정밀하게 제어된다.
도 7과 도 8은 본 실시예에 따른 냉각부의 구조를 예시하고 있다.
상기 냉각부는 강판 표면의 도금층에 밀착하여 도금층을 냉각하는 적어도 하나 이상의 냉각체(60), 및 상기 냉각체(60)로 액체 질소나 액체 헬륨을 포함하는 극저온 액체를 공급하여 냉각체(60)를 냉각하는 냉매공급부(50)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 냉각체(60)는 강판 폭방향으로 연장되고 내부에는 극저온 액체가 순환되며 강판(P) 표면의 도금층에 가압되어 냉기를 가하는 냉각롤(62)을 포함할 수 있다. 상기 냉각롤(62)은 복수개가 강판의 진행방향을 따라 간격을 두고 다단으로 배치된 구조일 수 있다.
상기 냉각롤(62)은 상기 칠롤(40)과 마찬가지로 강판의 폭방향으로 배치되는 롤 구조물이다. 상기 냉각롤(62)의 양 선단은 설비 상에 별도의 지지대(도시되지 않음)에 회전가능하게 지지될 수 있다. 상기 냉각롤(62)은 자유롭게 회전가능한 구조로 강판의 이동에 따라 같이 회전되거나, 별도의 구동원에 연결되어 설정된 속도로 회전되는 구조일 수 있다.
상기 냉각롤(62)은 내부로 극저온 액체가 순환되어 저온으로 냉각되는 구조로 되어 있다.
칠롤(40)과 마찬가지로 상기 냉각롤(62) 내부에는 극저온 액체가 지나가도록 유로(64)가 형성된다. 냉각롤(62) 내부에 형성되는 유로(64)는 냉각롤(62)의 회전축 양 선단을 통해 냉매공급부(도 1의 50 참조)와 연결될 수 있다. 냉매공급부(50)로부터 공급된 극저온 액체는 상기 냉각롤(62)의 선단을 통해 냉각롤(62) 내부의 유로(64)로 순환 공급된다. 냉각롤(62) 내부로 공급된 극저온 액체에 의해 냉각롤(62) 표면은 저온의 냉각 상태를 유지한다.
또한, 상기 냉각체(60)는 적어도 두 개의 냉각롤(62) 사이에 감겨져 설치되고 강판(P) 표면의 도금층에 가압 밀착하여 냉기를 가하는 냉각벨트(66)를 더 포함할 수 있다. 이러한 구조의 경우 냉각롤(62)이 아닌 냉각벨트(66)가 강판의 도금층에 직접 접하게 된다.
상기 냉각롤(62)과 상기 냉각벨트(66)는 액체 질소 사용에 따른 극저온 환경에서 장시간 안정적으로 사용 가능하도록, 극저온 내구성이 우수한 스테인레스 등의 금속(metal), 세라믹(ceramic) 또는 세라믹 코팅된 금속재 등으로 제조될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 강판 표면에 접하는 냉각롤(62) 또는 냉각벨트(66)는 표면조도가 평균 0.1 내지 3㎛ 일 수 있다. 상기 냉각롤(62) 또는 냉각벨트(66)의 표면조도가 3㎛보다 높게 되면 열위한 표면 품질로 인한 불균일한 후처리 문제가 발생되며, 표면조도가 0.1㎛ 보다 낮은 경우에는 화성처리와 같은 후처리 특성이 저하되는 문제가 발생된다.
본 실시예에서, 두 개의 냉각롤(62)에 냉각벨트(66)가 감겨져 하나의 냉각체(60)를 이루며, 이러한 냉각체(60) 하나 또는 복수개가 강판의 진행방향을 따라 간격을 두고 배치된 구조로 되어 있다. 각 냉각체(60)의 설치 간격이나 개수 등은 설비나 공정 조건에 따라 다양하게 변형 가능하다.
각 냉각체(60)는 동일한 구조로 이루어질 수 있으며, 이하 일측 냉각체에 대한 구조를 예로서 설명한다.
이격된 두 개의 냉각롤(62) 사이에 냉각벨트(66)가 감겨져 설치되고, 냉각벨트(66)는 강판 표면의 도금층에 면접촉된다. 상기 냉각벨트(66)는 예를 들어, 강판에 접한 상태에서 냉각롤(62)의 회전구동에 의해 강판의 이동 속도에 맞춰 회전될 수 있다. 강판의 이동 속도에 맞춰 냉각벨트(66)가 회전됨으로써, 강판과 냉각벨트(66) 사이의 마찰을 최소화하고 마찰에 의한 도금층 손상을 방지할 수 있다.
냉각롤(62)은 외측의 구비된 냉각벨트(66)를 저온으로 냉각시키게 된다. 냉각벨트(66)는 냉각롤(62)에 의해 저온으로 냉각된 상태로 도금층에 면접촉하고 있어, 도금층을 급속 냉각시킬 수 있게 된다. 즉, 상기 냉각벨트(66)는 두 개의 냉각롤(62) 사이에서 강판 표면의 도금층에 면접촉하고 있다. 이에, 강판의 도금층에 대한 냉각 면적은 냉각벨트(66)에 의한 접촉면적만큼 커지게 된다. 따라서, 본 실시예의 냉각부는 냉각벨트(66)를 통해 강판 도금층에 대한 냉각 면적을 늘려 냉각 속도를 높일 수 있게 된다.
본 실시예에서, 상기 냉각롤(62)은 내부로 극저온 액체를 순환시켜 도금층과 접하는 냉각벨트(66)의 온도를 -250 내지 5℃로 냉각시킬 수 있다. 상기 냉각벨트(66)의 온도가 5℃ 보다 높게 되면 도금강판의 냉각성능 및 표면품질 개선 효율이 저하되는 문제가 발생된다. 상기 냉각벨트(66)의 온도가 -250℃ 보다 낮은 경우에는 상기 냉각벨트(66)의 저온취성 파괴 문제가 발생된다.
이와 같이, 냉각롤(62)에 설치된 냉각벨트(66)가 도금층에 접촉하여 보다 빠른 시간 내에 도금 용액을 응고시킴으로써, 본 실시예의 도금 장치는 냉각부를 통해 강판을 20℃/sec 의 냉각 속도로 250℃ 이하의 온도까지 급냉시킬 수 있게 된다.
상기 냉각부는 유닛을 구성하는 두 개의 냉각롤(62) 사이의 간격을 조절하여 냉각벨트(66)를 팽팽하게 긴장시킬 수 있다. 냉각벨트(66)가 긴장되어 팽팽하게 펼쳐짐에 따라 강판 표면의 도금층과 냉각벨트(66)의 접촉이 원활하게 이루어지고 도금층을 보다 고르게 냉각시킬 수 있게 된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 이를 위해 상기 냉각부는 냉각벨트(66)가 감겨진 두 개의 냉각롤(62) 사이에 냉각롤(62) 사이를 신축시키는 구동실린더(68)가 설치될 수 있다. 상기 구동실린더(68)는 제어부(32)의 신호에 따라 구동되어 냉각롤(62) 사이를 벌리게 된다. 냉각롤(62) 사이가 벌어짐에 따라 냉각벨트(66)가 팽팽하게 펼쳐지게 된다.
또한, 상기 냉각롤(62)은 강판의 도금층에 대한 가압력을 정밀하게 조절할 수 있다. 이를 위해, 상기 냉각롤(62)은 도시되지 않았으나, 칠롤(40)과 동일하게 로드센서와 제어부 및 구동부를 구비할 수 있다. 냉각롤의 가압력 조절 구조는 위에서 언급한 칠롤(40)에 대한 로드센서(30)와 제어부(32) 및 구동부(34)의 구조와 동일하므로, 그 구조와 작용에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이에, 냉각롤은 강판에 설정된 압력으로 가압 밀착되어 강판의 도금층 두께를 정밀하게 제어하게 된다.
상기 냉각롤(62)이 강판의 도금층으로 접근하거나 도금층에서 외측으로 이격됨으로써, 냉각롤(62)에 감겨진 냉각벨트(66)와 강판과의 간격이 달라져 강판의 도금층에 대한 가압력이 조절된다. 이와 같이, 상기 냉각부는 로드센서의 검출값을 연산하여 강판에 대해 냉각롤(62)을 이동시켜 냉각벨트(66)에 의한 도금층 가압력을 정밀하게 조절함으로써, 도금층 두께를 정밀하게 제어할 수 있게 된다.
여기서, 상기 냉각롤(62)의 이동에 따른 냉각벨트(66)의 가압력은 강판의 이동방향을 따라 배치된 복수개의 냉각체(60) 각각에 대해 동일하거나 상이할 수 있다. 즉, 강판의 이동 방향을 따라 배치된 각 냉각체(60)는 동일한 가압력으로 강판에 밀착될 수 있다. 또는 상기 각 냉각체(60)는 강판의 이동방향을 따라 점차적으로 가압력을 높여 강판에 밀착될 수 있다. 따라서, 강판은 각 냉각체(60)를 지나면서 점차적으로 높은 가압력을 받아 도금층 두께를 점차적으로 줄일 수 있게 된다.
이에, 상기 강판의 이동방향을 따라 상기 나이프(20)에서 냉각롤(62)로 가면서 점차적으로 강판의 도금층을 가압하여 도금층 두께를 보다 정밀하게 제어할 수 있게 된다.
또한, 상기 냉각부는 소정의 압력 하에 도금층을 가압하면서 도금층을 급냉시킴으로써, 난도금성 강종에 대해서도 도금성능을 개선할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 실시예의 도금 장치는 극저온 액체에 의해 냉각된 냉각벨트를 도금층에 밀착시켜 냉각시킴으로써, 종래와 비교하여 도금층을 급속 냉각시킬 수 있게 된다. 도금 강판 냉각은 제품의 표면 품질에 직접적인 영향을 미친다. 만약 미응고 도금층이 오염된 가스 또는 설비 후단의 롤에 접촉되는 경우 직접적인 표면 결함 발생의 원인이 되기 때문에 도금층은 설비 후단으로 진입하기 전에 완전히 응고되어야 한다. 종래 구조의 경우 가스나 수냉방식을 이용함에 따라 열용량이 낮아 냉각능력이 떨어지고, 이에 도금강판을 일정 온도 이하로 냉각시켜 도금층을 완전히 응고시키기 위해서는 매우 긴 다단계의 냉각라인을 필요로 하였다. 따라서 종래에는 냉각 라인이 상당히 복잡하고 설비 규모가 방대하여 설비를 효과적으로 관리하기 어려워 표면 결함 발생이 빈번하였다. 특히, Zn 도금 용액에 Al, Mg가 다량 첨가된 합금도금 강판과 같이 도금층의 응고 시작 온도와 응고 완료 온도 차가 큰 경우에는 종래의 가스를 이용한 방식으로는 충분한 냉각효과를 얻기 어렵다. 이에, 도금층의 냉각이 제대로 이루어지지 못해, 강산화성 금속인 Al, Mg 함유 조대하고 취약한 도금층 조직이 생성되며, 이러한 영역에서 흑점, 흑변과 같은 도금층 표면 결함이 발생되고 도금층 크랙발생 및 내식성 저하의 문제를 유발하게 된다.
이에 반해, 본 실시예의 경우, 강판의 도금층에 직접 냉각벨트(66)가 접촉하여 극저온 액체를 이용하여 도금층을 냉각시킴으로써, 냉각효율을 보다 높일 수 있게 된다. 이에, 도금층 냉각에 소요되는 시간을 크게 단축시킬 수 있게 된다. 따라서, 본 실시예에 따라 도금 강판의 냉각속도가 20℃/sec 이상으로 높아져 냉각부의 설비라인을 보다 줄일 수 있게 된다. 또한, 강판에 가스가 직접적으로 접촉하지 않아 표면 결함 발생을 최소화할 수 있고, 보다 작고 균일한 도금 조직을 얻어 고품질의 도금 강판 제조가 가능하다. 또한, 냉각용 가스를 사용하지 않아 환경에 유해한 분진 발생을 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에서, 상기 냉각벨트는 도금강판의 도금층을 가압하여 냉각하는 과정에서 도금층에 패턴을 각인하여 형성하는 구조일 수 있다. 여기서 패턴이라 함은 반복적인 문양이나 무늬를 의미할 수 있다.
도금강판의 도금층은 냉각을 위해 도금층과 접촉하고 있는 냉각벨트의 표면 형상에 영향을 받으므로, 냉각벨트에 다양한 패턴을 형성시켜 전사시키는 구조를 통해 도금층 표면을 가공할 수 있다. 이를 위해, 상기 냉각벨트는 표면에 도금층에 전사될 패턴이 형성될 수 있다. 이에, 냉각벨트가 도금층에 가압 밀착되어 도금층을 냉각하는 과정에서, 냉각벨트 표면에 형성된 패턴이 도금층에 눌려져 전사되면서 도금층에 냉각벨트의 패턴과 동일한 형태의 패턴이 형성된다.
이와 같이, 도금강판의 도금층에 냉각벨트를 접촉시켜 급속 냉각시킴으로써, 별도의 패턴 형성을 위한 장치를 거치지 않고 도금층에 패턴을 용이하게 형성할 수 있게 된다.
[도금 강판 제조 공정]
이하, 본 실시예에 따른 도금 강판을 제조하기 위한 공정에 대해 설명한다.
본 실시예에 따라 도금 욕조를 거쳐 용융 아연이 도금된 강판은 도금 욕조 상부로 이동되어 강판의 도금 부착량을 조절하는 공정과 강판을 냉각하는 공정을 거쳐 도금강판으로 제조된다.
강판의 도금 부착량을 조절하기 위해, 도금 욕조에서 나온 강판은 일차적으로 강판 표면의 도금층에 접촉하는 저온의 나이프에 의해 일차적으로 도금 부착량이 제어된다. 그리고 나이프의 후단에서 강판 표면 도금층에 접촉하는 저온의 칠롤에 의해 이차적으로 도금 부착량이 제어된다.
상기 나이프와 칠롤에 의한 도금 부착량 조절은, 강판에 대한 나이프와 칠롤의 접촉 하중을 검출하고, 검출된 접촉 하중에 따라 강판에 대해 나이프와 칠롤을 이동시켜 가압력을 제어함으로써, 정밀하게 조절할 수 있다.
상기 나이프와 칠롤은 내부로 액체 질소 등의 극저온 액체가 공급되어 저온으로 냉각된다. 나이프로 공급된 극저온 액체에 의해 나이프에 설치된 팁부는 5℃ 이하의 온도로 냉각된다. 이에, 팁부가 도금층에 접촉하여 도금 부착량을 조절하는 상태에서 도금 용액이 저온으로 냉각된 팁부에 융착되지 않는다. 따라서, 나이프는 팁부를 물리적으로 도금층에 접촉한 상태에서 도금층의 도금 부착량을 정확하게 제어할 수 있게 된다. 이와 같이 도금 욕조에서 나온 강판은 나이프에 의해 일차적으로 도금층의 도금 부착량이 제어된다.
칠롤은 일차적으로 나이프에 의해 부착량이 제어된 강판의 도금층에 접촉되어 도금층을 물리적으로 가압함으로써, 도금 부착량을 이차적으로 보다 정밀하게 제어한다.
칠롤 역시 내부로 공급된 극저온 액체에 의해 저온으로 냉각되어 있어서, 도금층에 접촉되는 칠롤의 표면은 5℃ 이하로 냉각된다. 이에, 칠롤이 도금층에 밀착되어 가압하는 상태에서 도금용액이 칠롤 표면에 부착되지 않는다. 따라서, 칠롤을 도금층에 가압하여 도금층의 도금 부착량을 정밀하게 제어할 수 있게 된다.
칠롤에 의해 강판이 가압되어 도금 부착량이 제어되는 과정에서 저온의 칠롤에 의해 강판의 도금층이 급속하게 냉각된다. 칠롤은 언급한 바와 같이 극저온 액체에 의해 냉각된 상태로 칠롤과 접촉하고 있는 도금층이 칠롤과 열교환되면서 급속하게 냉각된다. 이와 같이, 칠롤이 도금층과 접하여 도금층을 냉각시킴으로써, 상기 도금 강판은 20℃/sec 이상의 냉각속도로 급냉될 수 있다.
칠롤을 지나면서 급속 냉각된 강판은 칠롤 후단에 배치된 냉각구간을 지나면서 설정 온도 이하로 급냉된다.
냉각구간에는 냉각체로써 냉각롤과 냉각벨트를 포함하여 구성된 유닛 복수개가 연속적으로 배치되고, 각 유닛의 냉각벨트가 강판 표면의 도금층에 가압 밀착되어 있다.
냉각롤은 칠롤과 같이, 내부로 액체 질소 등의 극저온 액체가 공급되어 저온으로 냉각된다. 냉각롤의 냉기는 냉각벨트를 통해 도금층에 가해져 도금층을 급냉시키게 된다.
냉각벨트는 극저온 액체에 의해 저온으로 냉각되어 냉각벨트가 도금층에 가압된 상태에서 도금층이 냉각벨트에 부착되지 않는다.
상기 냉각벨트는 강판의 도금층을 적정 압력으로 가압한 상태로 도금층을 냉각시키게 된다. 강판에 대한 냉각벨트의 가압력 조절은, 강판에 대한 냉각벨트의 접촉 하중을 검출하고, 검출된 접촉 하중에 따라 강판에 대해 냉각벨트를 이동시켜 가압력을 정밀하게 제어할 수 있다.
이에, 칠롤을 거친 도금 강판은 냉각구간을 지나면서 냉각벨트에 의해 냉각되어 20℃/sec 이상의 냉각속도로 250℃ 이하의 온도까지 급냉될 수 있다.
여기서, 상기 냉각벨트에 의한 강판의 도금층 냉각과정에서, 도금 강판의 도금층 표면에 패턴을 형성할 수 있다.
냉각벨트가 도금층을 가압하여 냉각하면서, 냉각벨트 표면에 형성된 패턴이 도금층을 눌러 가압하게 된다. 이에, 냉각벨트 표면에 형성된 패턴이 그대로 도금층에 전사되어 도금층 표면에 냉각벨트 표면에 형성된 패턴과 동일한 형태의 패턴이 형성된다.
이와 같이, 간단히 도금층을 냉각하는 과정에서 도금강판 표면에 원하는 형태의 패턴을 형성할 수 있게 된다.
도금 부착량 조절 과정과 도금층 냉각 과정을 거치면서 칠롤과 냉각벨트가 도금층을 직접 접하여 가압함에 따라, 강판의 이동방향을 따라 강판의 도금층 두께를 점차 줄여, 강판의 도금층 두께를 보다 정밀하게 제어할 수 있게 된다.
또한, 칠롤과 냉각벨트에 의한 압력하에 도금층의 냉각이 진행되므로 난도금성 강종의 도금성을 개선할 수 있다.
도금 부착량 조절 과정과 도금층 냉각 과정에서 액체 질소가 기체화될 수 있으며, 이 과정에서 발생된 배출가스는 여과 과정을 거친 후 열처리로(Furnace) 내 환원가스 또는 도금 강판 냉각 공정의 분위기 유지용 가스로 재활용할 수 있다.
상기와 같이 급속 냉각되어 제조된 본 실시예의 도금 강판은 보다 작고 균일한 도금 조직을 형성하며, 내식성과 내균열성에 있어서 우수한 품질을 얻을 수 있게 된다.
이하, 본 실시예에 따른 도금 강판에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
본 실시예의 도금 강판은 강판 상에 Zn을 포함하는 도금층을 형성하고, 상기 도금층 내 Zn 단상 평균 입도는 5㎛ 이하일 수 있다.
본 실시예에서 상기 도금층 내 Zn 단상 평균 입도는 0 초과 10㎛ 이하 일 수 있으며, 보다 바람직하게는 0 초과 5㎛ 이하 일 수 있다.
이와 같이 도금층 내 Zn 단상 평균 입도를 5㎛ 이하로 결정립을 미세하게 형성함으로써, 내균열성을 높일 수 있게 된다.
본 실시예의 도금 강판은 도금층 내 Zn 단상의 분율이 15 내지 40 면적%일 수 있다.
Zn 단상의 분율이 15면적% 보다 작은 경우에는 이원공정 조직이 조대화될 가능성이 높아져 품질이 저하될 수 있고, 40면적%를 넘는 경우에는 강판의 도금 특성 향상의 효과는 더 이상 나타나지 않는다.
Zn 단상은 도금층 내에서 균일한 분포로 형성될 수 있다.
본 실시예의 도금 강판은, 상기 도금층의 스팽글 크기가 500㎛이하일 수 있다. 바람직하게 상기 도금층의 스팽글 크기는 0 초과 300㎛ 이하일 수 있다.
스팽글의 크기가 500㎛보다 큰 경우에는 결정립이 조대해져 도금층에 크랙이 발생되는 문제가 나타난다.
본 실시예의 도금 강판은, 강판 상에 Zn, Mg를 포함하는 도금층을 형성하고, 상기 도금층 내에 MgZn2상 (112)/(201) 비율이 0.6 이상일 수 있다.
도금층 내의 MgZn2상 (112)/(201) 비율이 0.6 보다 작은 경우에는 취약한 (201) 상의 분율이 높아 도금층 내부의 균열 발생의 우려가 높으며, 가공 후 내식성 확보에 악영향을 끼치는 문제가 있다.
상기 도금 강판은 Zn-Al-Mg 도금층이 형성된 도금 강판일 수 있다.
이를 위해, 상기 본 실시예의 도금 강판은 열처리된 강판을 0.1 내지 7중량%의 Mg, 1 내지 9중량%의 Al, 잔부가 Zn인 도금욕을 거쳐 도금될 수 있다. 도금 강판은 상기 도금욕을 거쳐 30 내지 400g/㎡의 도금 부착량으로 도금될 수 있다.
상기 도금 강판은 열연강판 또는 냉연강판을 소지 강판으로 사용할 수 있다.
본 실시예의 도금층 두께는 5 내지 50㎛ 일 수 있다.
또한 본 실시예의 도금 강판은 도금층 내의 Zn 단상의 분포가 도금층의 두께 방향을 따라 전체에서 균일할 수 있다.
종래의 경우 냉각속도가 빠를수록 도금층 표면에서의 Zn 단상의 분포 비율이 증가하는 경향을 나타낸다. 이에 반해 본 실시예의 도금 강판은 도금층이 급속 냉각됨으로써 도금층의 두께 방향을 따라 강판과의 계면에서부터 외측 표면까지 전체적으로 Zn 단상이 균일한 분포를 이룬다.
본 실시예의 도금 강판은, 도금층 두께 방향에 대한 Zn 단상 분포도인 B/A가 0.5 내지 1.0의 값으로 형성될 수 있다. . 여기서, A는 도금층 두께 방향에 대한 전체 Zn 단상의 분율이고, B는 도금층 외측 표층부에서의 Zn 단상 분율이다. 또한, 표층부는 도금층 두께 방향을 따라 도금층 외표면에서 도금층 전체 두께의 대략 1/2 지점 이내의 영역을 의미할 수 있다.
B/A의 값이 0.5 보다 작은 경우에는 전체 대비 표층부에서 Zn 단상 분포가 너무 적게 나타나 전체적으로 불균일한 분포를 이룬다는 것을 의미하며, B/A 값이 1.0을 넘는 경우에는 반대로 전체 대비 표층부에서 Zn 단상 분포가 너무 많이 나타나 역시 전체적으로 불균일한 분포를 이룬다는 것을 의미한다. 이와 같이 B/A 값이 상기 범위를 벗어나 불균일한 분포를 이루는 경우 도금층의 내균열성을 저하되는 문제가 발생된다.
본 실시예의 도금강판은 도금층 표면에 형성된 일정한 형태의 접촉식 가압 냉각 패턴을 갖는다.
상기 패턴은 도금강판의 도금층을 급속냉각하기 위해 도금층에 가압 밀착되어 냉기를 가하는 냉각벨트의 표면 패턴이 전사되어 형성될 수 있다.
[실험예1]
일반 GI 도금과 Zn(아연), Al(알루미늄), Mg(마그네슘)을 활용한 도금(이하 PosMAC 도금이라 한다)에 대해, 종래 냉각 방식과 본 실시예에 따른 냉각 방식으로 도금층을 형성하여 도금 강판을 제조하여 조직을 비교하였다.
여기서, 일반 GI 도금 강판이란 아연을 포함한 도금액으로 도금층을 형성한 강판이고, PosMAC 도금은 마그네슘, 알루미늄 및 아연을 포함한 도금액으로 도금층을 형성한 강판으로, 예를 들어, Al이 1 내지 4중량%, Mg이 1 내지 4중량%, 나머지가 Zn이고, 불순물이 0.1중량% 이하로 포함된 도금액으로 도금되어 Zn-Al-Mg 도금층을 형성한 도금 강판일 수 있다.
도 9에서 실시예는 본 발명에 따라 20℃/sec 이상의 냉각속도로 급냉하여 제조된 GI 도금 강판과 PosMAC 도금 강판에 대한 도금층 도금 조직을 나타내고 있으며, 비교예는 종래 가스에 의한 냉각방식에 따라 10℃/sec 이하의 냉각속도로 서냉하여 제조된 GI 도금 강판과 PosMAC 도금 강판에 대한 도금층 도금 조직을 나타내고 있다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 일반 GI 도금 강판에 있어 비교예의 경우 스팽글의 크기가 800 내지 2,000㎛로 조대한 반면, 실시예의 경우 도금 조직이 미세화되어 스팽글 크기가 300 내지 500㎛로 결정립이 매우 미세함을 확인할 수 있다.
또한, PosMAC 도금 강판의 경우에도 실시예의 경우 비교예와 비교하여 도금층의 Zn 단상 및 MgZn2 조직이 미세화된 것을 확인할 수 있다.
도 10은 PosMAC 도금 강판에 대해 도금층 단면 조직을 나타내고 있다. 비교예는 종래 냉각방식에 따라 제조된 강판의 도금층을 나타내고 있으며, 실시예는 본 발명에 따라 급냉되어 제조된 강판의 도금층을 나타내고 있다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 실시예의 경우 비교예와 비교하여 도금층의 Zn 단상 및 MgZn2 조직이 미세화된 것을 확인할 수 있다.
이에, 본 실시예와 같이 급냉 공정을 통해 도금 강판을 제조하는 경우 도금층의 조직을 보다 미세화할 수 있게 된다.
Zn 단상의 평균 입도와 분율 또한, 비교예와 비교하여 실시예의 경우 미세하고 편차없이 균일하게 분포되어 나타남을 알 수 있다. Zn 단상 분율은 도 10과 같이 광학 현미경을 이용하여 관찰된 도금층 단면 조직 사진을 이미지 어날라이저(Image Analyzer)를 통해 Zn 단상의 면분율을 계산하여 확인하였다. Zn 단상의 면적분율은 도금층 전체의 면적을 세분하고 이를 평균하여 측정하였다.
비교예의 경우 Zn 단상 평균 입도가 조대하며 Zn 단상의 분율 값이 낮게 나타났으며, 위치별로 편차가 큰 것을 확인할 수 있다. 이에 반해, 본 실시예의 경우 도금층 내 Zn 단상의 평균 입도가 5㎛ 이하로 미세하며, Zn 단상의 분율 역시 비교예와 달리 높은 값을 보이며, 편차없이 균일하게 분포되어 있음을 확인할 수 있다.
도금층 조직1(%) 조직2(%) 조직3(%)
두께 방향 전체에 대한 Zn 단상 분율(A) 32.26 23.3 20.9
표층부에 대한 Zn 단상 분율(B) 31.9 16.58 13.63
B/A 0.99 0.71 0.65
상기 표 1은 도 10에 나타낸 본 실시예의 도금강판에 대한 도금층 두께 방향에 대한 Zn 단상 분포도인 B/A 값을 나타내고 있다. 도 10에서 좌측에서 우측 방향으로 각각의 사진을 조직1, 조직2, 조직3이라 한다. 표층부는 도금층 두께 방향을 따라 도금층 표면으로부터 대략 도금층 두께의 1/2 지점까지의 영역으로 설정하여, 해당 면적에서의 Zn 단상 분율인 B값을 구하였다.
표 1에서와 같이 본 실시예에 따른 도금강판은 냉각속도를 높임으로써, B/A의 값이 0.5 이상 1.0 이하의 값을 가져, 도금층의 두께 방향 전체에서 고르게 분포함을 확인할 수 있다.
이에, 반해 도 10의 비교예의 경우 조대한 Zn 단상이 불균일하게 생성되며,냉각속도를 높이게 되면, 냉각속도가 빠르면 빠를수록 도금층 표면에서의 Zn 단상의 분포 비율이 증가하는 경향을 나타낸다.
도 11는 비교예에 대해 냉각속도를 높여서 냉각한 경우의 도금층 단면 조직을 나타내고 있다.
도 11에서 실험은 도금강판에 대해 종래 가스에 의한 냉각방식을 적용하여 냉각을 수행하고, 냉각속도를 달리하여 제조한 후 도금층의 단면 조직을 검사하여 이루어졌다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 종래의 도금 강판의 경우 냉각속도가 증가할수록 도금층 표층부에 존재하는 Zn 단상 면적이 증가함할 수 있다. 염수분무실험 결과, 냉각속도가 느린 경우가 내식성이 더 양호한 것으로 나타났는데, 이는 내식성에 취약한 도금층의 Zn 상이 도금층 표면층에 적게 존재하기 때문으로 추정된다.
이와 같이, 비교예의 경우 종래 가스에 의한 냉각방식에 의해 냉각이 이루어짐에 따라 냉각 속도를 높인다 하더라도, 본 실시예와 같이 도금층의 두께 방향을 따라 강판과의 계면에서부터 외측 표면까지 전체적으로 Zn 단상이 균일한 분포를 이루기 어렵다.
[실험예2]
PosMAC 도금 강판에 대해 종래 가스에 의한 서냉 방식으로 제조한 비교예들과 본 발명에 따라 급냉하여 제조된 실시예들에 대해 도금층의 특성을 비교하였다.
도 12는 다양한 조건에서 비교예들과 실시예들에 대한 도금층 특성을 나타낸 도표이고, 도 13은 도 12의 각 비교예들과 실시예들에 대한 도금층 결정 구조 변화를 X-ray 회절 시험기를 이용하여 나타낸 것이다. 또한, 도 14와 도 15는 각각 비교예들과 실시예들에 대한 도금층 단면 조직을 나타내고 있다.
비교예들과 실시예들은 모두 동일한 성분의 도금층을 갖는 1.5mm의 두께의 도금 강판이며, 단지 실시예들은 본 발명에 따라 20℃/sec 이상의 냉각속도로 급냉하여 제조되었고, 비교예들은 종래 가스에 의한 냉각방식에 따라 10℃/sec 이하의 냉각속도로 서냉하여 제조된 것이다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 비교예들의 경우 도금층내 크랙이나 파임 등의 결함이 빈번하게 발생됨에 반해, 실시예들의 경우 도금층 결함이 전혀 발생되지 않았다. 여기서, 도금층 결함은 도 12에 도시된 바와 같이, 크랙(crack) 또는 파임 부분을 의미하며, 도금 결함 발생빈도는 도금층 길이 약 10mm 이내의 영역에서 발생한 크랙 또는 파임의 발생 회수를 의미한다.
도 12 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 비교예들의 경우 도금층 조직은 Zn 단상의 면적분율은 낮으나 입도가 5㎛ 이상으로 조대하고, 도금 결함 발생빈도가 도금량이 증가하면서 증가하는 것으로 나타났다. 또한, Zn 단상 분율이 낮고 미세조직의 위치별 편차가 크게 나타남을 알 수 있다.
이에 반해, 본 실시예에 따라 제조되는 도금 강판의 경우 도금층 조직내 Zn 단상의 평균 입도는 3㎛ 이하, 배치 방식의 실험임을 고려하였을 때, 5㎛ 이하로 결정립을 미세하게 형성할 수 있으며, MgZn2 조직이 미세하고 도금층내 크랙이나 파임 등의 결함이 없음을 알 수 있다. 또한, 비교예와 달리 Zn 단상의 분율이 높고 위치별 편차 없이 균일한 도금 조직을 나타냄을 알 수 있다.
이와 같이, 비교예의 경우 도금층의 단면 조직 내의 Zn 단상 평균 입도가 매우 큰 반면에, 실시예의 경우 도금층 단면 조직 내의 Zn 단상 평균 입도가 5㎛ 이하의 크기로 매우 미세하고 균일하게 형성됨을 확인할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 도금 강판은 도금층의 Zn 단상 평균 입도가 5㎛ 이하로 미세하고, 도금층의 두께 방향 전체에서 균일하게 형성하여 내균열성이 우수한 도금 강재임을 알 수 있다.
또한, 비교예들의 경우, 도금층 냉각효과가 떨어져 취약하고 조대한 MgZn2 (201) 상을 많이 발생시킨다. 이에, 비교예들의 경우 모두 취약한 (201) 상의 분율이 높게 나타나, MgZn2상 (112)/(201) 비율이 0.4 이하로 낮게 나타났다. 이러한 도금층 조직은 도금층 내부의 균열(Crack) 발생의 우려가 높으며, 가공후 내식성 확보에 악영향을 끼치게 된다.
이에 반해, 실시예들의 경우, 급속 냉각되어 제조되어 MgZn2 조직이 미세하고 MgZn2상 (112)/(201) 비율이 0.7 이상으로 나타났다. 배치 방식의 실험임을 고려할 때, 본 실시예의 경우 MgZn2상 (112)/(201) 비율이 0.6 이상 5이하로 증가됨을 알 수 있다.
따라서 새로운 급속 냉각공정을 적용함으로서 도금층 조직을 미세화 시키고 도금층 균열발생을 억제시키며, 도금층내 MgZn2상 (112)/(201) 비율을 0.6 이상으로 높여 우수한 도금층 조직을 얻을 수 있었다.
앞서 도 15에 나타낸 바와 같이 본 실시예의 도금 강판은 냉각속도를 높임으로써 도금층 내의 Zn 단상의 분포가 도금층의 두께 방향을 따라 전체에서 균일하다.
그러나, 언급한 바와 같이 비교예의 경우 냉각속도를 높이게 되면, 냉각속도가 빠르면 빠를수록 도금층 표면에서의 Zn 단상의 분포 비율이 증가하는 경향을 나타낸다.
[실험예3]
도 16은 PosMAC 도금 강판에 대해 종래 가스에 의한 서냉 방식으로 제조한 비교예들과 본 발명에 따라 급냉하여 제조된 실시예들에 대한 내식성 실험 결과를 나타내고 있다.
도 16은 비교예와 실시예에 대해 염수분무시험(SST) 실시 후 800시간 경과 후를 나타내고 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 비교예와 비교하여 실시예의 경우 내식성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
[실험예4]
도 17은 도금층의 표면에 형성된 일정한 형태의 접촉식 가압 냉각 패턴을 갖는 다양한 실시예의 도금강판을 도시하고 있다.
도 17에 상기 도금강판의 도금층에 형성되는 패턴의 다양한 예시가 도시되어 있다. 도 17에 예시된 바와 같이, 상기 패턴은 직조된 천의 형태, 그물과 같은 다각 형태, 불규칙적인 폐 곡선형태 등 다양하게 형성될 수 있다, 도금층에 대한 패턴은 이에 한정되지 않으며 다양하게 변형가능하다.
본 실험에서는 도금강판 제조 과정에서 도금강판을 급속 냉각시키는 냉각벨트의 표면에 미리 패턴을 형성하고, 이 냉각벨트를 도금강판에 가압 접촉시켜 냉각시킴으로써, 도금층에 접촉식 가압 냉각 패턴을 형성하였다.
실험 결과, 도 17에 나타낸 바와 같이, 도금 강판의 도금층에 냉각벨트에 형성되어 있는 패턴이 전사되어, 원하는 형태의 패턴을 형성한 도금강판을 제조할 수 있음을 확인하였다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

Claims (24)

  1. 강판 상에 용융도금 후 접촉식 가압냉각으로 형성된 Zn계 도금층을 포함하고,
    상기 Zn계 도금층은 평균 입도 5㎛ 이하인 Zn 단상 조직을 포함하고,
    상기 도금층 내 Zn 단상 분포도 B/A가 0.5 내지 1.0의 조건을 만족하여, 도금층 두께 방향에 대해 Zn 단상이 균일한 분포로 형성된 미세하고 균일한 도금 조직을 갖는 도금 강판.
    여기에서 A는 도금층 두께 방향에 대한 전체 Zn 단상의 분율이고, B는 도금층 외측 표층부에서의 Zn 단상 분율이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도금층의 Zn 단상의 분율은 15 내지 40 면적%인 미세하고 균일한 도금 조직을 갖는 도금 강판.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 도금층의 스팽글 크기는 300 내지 500㎛인 미세하고 균일한 도금 조직을 갖는 도금 강판.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도금층은 표면에 접촉식 가압 냉각 패턴을 가지는 미세하고 균일한 도금 조직을 갖는 도금 강판.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 접촉식 가압 냉각 패턴은, 직조된 천의 형태, 그물 형태 또는 불규칙하게 선이 얽혀있는 형태인 미세하고 균일한 도금 조직을 갖는 도금 강판.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도금층은 Mg 성분을 더 포함하고,
    상기 도금층 내에 MgZn2상을 포함하는 미세하고 균일한 도금 조직을 갖는 도금 강판.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 MgZn2상의 (112)/(201) 비율이 0.6 이상으로 형성된 미세하고 균일한 도금 조직을 갖는 도금 강판.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 도금층은 Al 성분을 더 포함하는 Zn-Al-Mg 합금 도금층인 미세하고 균일한 도금 조직을 갖는 도금 강판.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 도금층 두께는 5 내지 50㎛ 인 미세하고 균일한 도금 조직을 갖는 도금 강판.
  10. 강판을 도금하는 도금 단계, 강판의 도금 부착량을 조절하는 조절 단계, 및 강판을 냉각하는 냉각 단계를 포함하고,
    상기 냉각 단계는 강판 표면의 도금층에 접촉하는 냉각체로 강판에 냉기를 가하여 강판을 냉각하는 단계, 및 상기 냉각체로 액체 질소나 액체 헬륨을 포함하는 극저온 액체를 공급하여 냉각체를 냉각하는 단계를 포함하는 도금 강판 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 조절 단계는 강판 표면의 도금층에 접촉하는 나이프로 도금 부착량을 일차 조절하는 단계, 및 상기 나이프로 액체 질소나 액체 헬륨을 포함하는 극저온 액체를 공급하여 나이프를 냉각하는 단계를 포함하는 도금 강판 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 조절 단계는, 강판 표면의 도금층에 밀착되는 칠롤로 도금 부착량을 이차 제어하며 강판을 냉각하는 단계, 및 상기 칠롤로 액체 질소나 액체 헬륨을 포함하는 극저온 액체를 공급하여 칠롤을 냉각하는 단계를 더 포함하는 도금 강판 제조 방법.
  13. 강판을 도금하는 도금 단계, 강판의 도금 부착량을 조절하는 조절 단계, 및 강판을 냉각하는 냉각 단계를 포함하고,
    상기 조절 단계는 강판 표면의 도금층에 접촉하는 나이프로 도금 부착량을 일차 조절하는 단계, 및 상기 나이프로 액체 질소나 액체 헬륨을 포함하는 극저온 액체를 공급하여 나이프를 냉각하는 단계를 포함하는 도금 강판 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 조절 단계는, 강판 표면의 도금층에 밀착되는 칠롤로 도금 부착량을 이차 제어하며 강판을 냉각하는 단계, 및 상기 칠롤로 액체 질소나 액체 헬륨을 포함하는 극저온 액체를 공급하여 칠롤을 냉각하는 단계를 더 포함하는 도금 강판 제조 방법.
  15. 제 12 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 조절 단계는, 강판에 대한 나이프 또는 칠롤의 접촉 하중을 검출하는 단계, 및 검출된 접촉 하중에 따라 강판에 대한 나이프 또는 칠롤의 가압력을 제어하는 단계를 더 포함하는 도금 강판 제조 방법.
  16. 제 10 항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각 단계는 강판에 대한 냉각체의 접촉 하중을 검출하는 단계, 및 검출된 접촉 하중에 따라 강판에 대한 냉각체의 가압력을 제어하는 단계를 더 포함하는 도금 강판 제조 방법.
  17. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조절 단계와 냉각 단계는 강판의 이동방향을 따라 강판의 도금층 두께를 점차 줄이는 도금 강판 제조 방법.
  18. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조절 단계 또는 냉각 단계에서 사용된 액체 질소에 의한 배출가스를 열처리로 내 환원가스 또는 냉각 공정의 분위기 유지용 가스로 사용하는 단계를 더 포함하는 도금 강판 제조 방법.
  19. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조절 단계에서, 나이프의 팁부는 -250 내지 5℃의 온도로 유지되는 도금 강판 제조 방법.
  20. 제 12 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 조절 단계에서, 칠롤은 -250 내지 5℃의 온도로 유지되는 도금 강판 제조 방법.
  21. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각 단계에서, 냉각체는 -250 내지 5℃의 온도로 유지되는 도금 강판 제조 방법.
  22. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도금 강판은 20℃/sec 이상의 냉각속도로 급냉되는 도금 강판 제조 방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 도금 강판은 20℃/sec 이상의 냉각속도로 250℃ 이하의 온도까지 급냉되는 도금 강판 제조 방법.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 냉각 단계에서, 냉각체 표면에 형성된 패턴을 도금층으로 전사하여 도금층 표면에 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 도금 강판 제조 방법.
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